Тоже. Теперь можно рассказать о демодуляторе. Тема демодуляции очень объемна и заслуживает не одной книги. Я постараюсь вкратце изложить архитектуру демодулятора и назначение основных блоков. Надеюсь, что для кого то эта статья станет хорошей отправной точкой.
Исходные данные:
1. Файл оцифрованных сигналов с выхода приемника в широкой полосе частот. Например у вас есть АЦП с частотой дискретизации равной 200 МГц. С помощью такого АЦП вы можете оцифровать сигналы в полосе до 100 МГц. Затем в отложенном режиме проанализировать и демодулировать все сигналы находящиеся в этом файле.
2. Параметры сигнала полученные в результате предварительного анализа:
- частота дискретизации АЦП
- разрядность АЦП
- несущая частота
- тактовая частота
- вид модуляции
Структурная схема квадратурного демодулятора
Частота дискретизации сигнала в АЦП не кратна тактовой частоте сигнала и в оцифрованном файле может быть больше чем один сигнал (до 300). По этим причинам структурная схема демодулятора имеет вид, приведенный на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема когерентного демодулятора
Назначение, состав, принцип работы составных модулей
1. Модуль чтения из файла. Здесь все просто. Например в файле хранятся 16-ти битные отсчеты АЦП. Демодулятор работает с числами двойной точности (double). Модуль предназначен для чтения отсчетов АЦП из файла и преобразование их в double формат. Следует заметить, что есть тут одна тонкость. Следующим модулем является FFT фильтр в котором используется быстрое преобразование Фурье для работы которого необходимо, чтобы размер обрабатываемых блоков был кратен степени 2. Например 218 = 262144 отсчетов АЦП.
2. FFT фильтр.
Как я уже говорил в файле хранятся сигналы в некоторой полосе частот. Таких сигналов в файле может быть очень много. Для дальнейшей работы с сигналом необходимо его сначала “вырезать“ удалив все ненужные сигналы. Лучше всего для этого подходит фильтрация в частотной области. Если очень по простому то операция фильтрации состоит из 3-х частей:
— Выполняется прямое преобразование Фурье для получение спектра сигнала;
— Обнуление в спектре сигнала лишних частот. Так как мы знаем несущую частоту и ширину спектра сигнала это не представляет трудов;
— Выполняется обратное преобразование Фурье.
В итоге мы получаем отфильтрованный сигнал. Это если по простому, но есть несколько тонкостей. Дело в том, что так как мы имеем дело не с бесконечным сигналом, а с блоками конечной длины, то на краях блока возникают искажения сигнала. Для того чтобы избавиться от искажений, необходимо производить фильтрацию блоков с перекрытием (внахлест). Более детально об этом можете почитать в статье FFT анализ где автор “на пальцах” рассказывает об FFT фильтрации.
3. Формирователь квадратур. Задача этого модуля очень проста как и его реализация — это перенос спектра сигнала на нулевую частоту и формирование квадратурных составляющих I и Q. Надо понимать, что на вход блока подается отфильтрованный сигнал. Математически выглядит все очень сложно. Кому интересно можете прочитать в книге «Цифровая связь» автор Прокис Дж. стр. 287 внизу страницы начиная со слов “Сигнал КАМ и многопозиционный ФМ можно представить так”.
Если своими словами то на передающей стороне спектр сигнала формировался из 2-х квадратурных составляющих I и Q, а наша задача на приемной стороне получить их. Делается это очень просто. Сначала высокочастотный сигнал умножается на несущую с частотой равной несущей сигнала. Что происходит при умножении? Гармонические составляющие двух сигналов складываются, вычитаются и т.д. Нам интересно их вычитание. Если принять, что частоты умножаемых сигналов равны, то при вычитании получается 0. Таким образом мы получаем перенос спектра сигнала в 0. При умножении получается куча других гармонических составляющих которые нам не нужны. Как от них избавиться будет описано ниже. Так мы получили первую квадратурную составляющую. Чтобы получить вторую необходимо тот же высокочастотный сигнал умножить на несущую, но теперь сдвинутую по фазе на 90°.
В моем случае эта схема претерпела изменение и пришлось добавлять коммутатор. Дело в том, что разброс тактовых частот сигналов на столько велик, что в некоторых случаях необходимо производить децимацию сигнала в других интерполяцию. В зависимости от значения тактовой частоты выбирается одна из двух цепей обработки.
Моей задачей было разработать схему которая решает обе задачи сразу так как они тесно связаны друг с другом. Дело в том, что децимация не возможна без низкочастотной фильтрации.
Пару слов про децимацию. Нельзя просто так выбросить (удалить) лишние отсчеты из сигнала.
Рис. 2. Главное правило децимации
Казалось вроде все просто. Если надо уменьшить частоту дискретизации вдвое, то просто удаляешь отчеты через один. Если втрое, то оставляешь каждый третий отсчет и т.д. Но не тут то было. Для осуществления децимации необходимо выполнить условие, чтобы исходный сигнал не содержал частоты, превышающие частоту Найквиста децимированного сигнала, иначе при децимации будет иметь место алиасинг (наложение спектров).
Например , есть сигнал с частотой дискретизации 10 МГц, тогда частота Найквиста будет равна 5 МГц (Рисунок 3 п. а). Предположим, что нам необходимо произвести децимацию в 2 раза. В этом случае новая частота дискретизации будет равна 10 / 2 = 5 МГц, а новая частота Найквиста будет равна половине новой частоты дискретизации 5 / 2 = 2.5 МГц (Рисунок 3 п. б). Таким образом для того, чтобы не внести искажения в сигнал связанные с алиасингом необходимо перед процедурой прореживания (удаления) произвести низкочастотную фильтрацию фильтром полоса пропускания которого должна быть меньше новой частоты Найквиста (Рисунок 3 п. в).
Рис. 3. Пример децимации в 2 раза
С фильтрацией побочных гармоник вроде разобрались.
Второй не решенной задачей является то, что частота дискретизации не кратна тактовой частоте и количество отсчетов АЦП на такт величина не постоянная. Если решить эти проблемы то дальнейшая схема демодулятора станет универсальной и не будет зависеть от тактовой частоты сигнала. В результате исследований я пришел к тому, что для дальнейшей обработки сигнала достаточно 10 отсчетов на такт.
Рассмотрим теперь подробней левую часть блока. Мы видим, что применяется 2-х каскада децимации. Сделано это потому, что если тактовая частота сигнала маленькая, то коэффициент децимации становится на столько большим, а частота Найквиста на столько низкой, что трудно реализовать ФНЧ. Например при частоте дискретизации 200 МГц и тактовой частоте сигнала 20 КГц мы имеем 200 МГц / 20 КГц = 10000 отсчетов на такт. Делим полученное число на 10 так как на выходе хотим получить фиксированную частоту дискретизации 10*Ft. Получаем величину 10000 / 10 = 1000. В этом случае нам необходимо произвести децимацию в 1000! раз.
Для решения этой проблемы была разработана схема поэтапной децимации из 2-х каскадов. При таком подходе коэффициенты децимации каскадов умножаются. То есть чтобы реализовать децимацию в 1000 раз достаточно 2-х каскадов с децимацией 25 и 40. В случае если коэффициент децимации не большой то используется только один каскад. Коэффициенты децимации подбираются таким образом чтобы максимально приблизить итоговую частоту дискретизации к 10*Ft.
6. Модули работающие на частоте 10*Ft. Начиная с этого этапа все модули демодулятора работают в одинаковых условиях вне зависимости от начальных условий. Это очень удобно для отладки и позволяет использовать следующие модули для различных решений. По сути до этого были подготовительные этапы. Теперь начинается демодуляция. Такое решение удобно еще и тем, что предыдущие этапы можно отбросить если иметь комплексные отсчёты оцифрованного сигнала с частотой дискретизации равной 10*Ft. То есть можно применить схему демодуляции когда фильтрация сигнала, формирование квадратур и децимация выполняется аппаратно. Такое решение на порядки увеличит скорость демодуляции.
Почему именно 10*Ft? Цифра 10 получена в результате экспериментов. Мне хотелось повысить качество работы фазовращателя и согласованного фильтра, но при этом не очень потерять в скорости обработки.
7. Усилитель. Выполняет операцию умножения отсчетов сигнала на величину полученную с выхода системы автоматической регулировки усиления (САРУ).
8. Фазовращатель. При определении параметров сигнала мы получили ошибку определения несущей частоты и ошибку начальной фазы. Ошибка определения частоты сигнала приводит к тому, что на сигнальном созвездии точки постоянно вращаются. Направление вращения (по часовой или против) зависит от знака ошибки. Допустим мы без ошибки определили частоту сигнала или устранили ошибку, но мы не знаем начальную фазу сигнала. Ошибка определения начальной фазы приводит к тому что сигнальное созвездие будет наклонено на угол равный ошибке определения. Модуль фазовращателя устраняет эти ошибки. Его задача не допустить вращение и наклон сигнального созвездия. Фазовращатель работает постоянно так как несущая частота сигнала может быть величиной не постоянной.
9. Согласованный фильтр. При передаче сигналов всегда идет борьба между скоростью передачи и шириной спектра сигнала. Дело в том что чем выше скорость передачи тем шире спектр сигнала. В системах передачи данных от ширины спектра сигнала зависит стоимость оказываемой услуги. Есть еще одна сторона вопроса. По цифровым каналам связи сигналы передаются прямоугольными импульсами. Прямоугольный импульс имеет бесконечный спектр. Крайний случай передачи данных это когда передаются последовательно «0» и «1» (меандр). Спектр меандра пропорционален функции sinc(x).
Для уменьшения ширины спектра на передающей стороне сигнал фильтруется для удаления высокочастотных составляющих, но в результате фильтрации происходит межсимвольная интерференция. Если знать закон (правило) фильтрации, то на приемной стороне можно произвести обратное преобразование которое позволит устранить пагубное влияние межсимвольной интерференции. Этой задачей и занимается согласованный фильтр.
10. Дециматор на 5. Приводит частоту дисктеризации 10*Ft к 2*Ft. Таким образом коэффициент децимации давен 5.
11. Модули работающие на частоте 2*Ft. Начиная с этого этапа все модули демодулятора работают на скорости 2*Ft (удвоенной тактовой). 2*Ft — это минимальная частота на которой могут работать адаптивный корректор и решающее устройство.
12. Адаптивный корректор. В результате прохождения сигнала через атмосферу или например за счет переотражения сигнала от зданий на него накладываются нелинейные помехи характеристика которых тесно связана с характеристикой канала передачи данных. Целью адаптивного корректора является вычисление характеристики канала передачи данных и устранение его влияния на качество сигнала.
13. Принятие решения. Соль демодулятора. Именно тут принимается решение по принятой точке на сигнальном созвездии. Принятая точка «притягивается» к эталонной по критерию минимального расстояния. По двум точкам на плоскости (принятой и эталонной) вычисляются ошибки для системы автоматической регулировки усиления, системы восстановления несущей и системы восстановления тактовой.
14. Петли обратной связи. Для усилителя (7) система автоматической регулировки усиления (САРУ) вычисляет коэффициент на который необходимо умножить сигнал для того чтобы он полностью помещался с сигнальное созвездие. Для фазовращателя (8) система восстановления несущей (СВН) вычисляет ошибку определения несущей частоты и её начальной фазы. Для блоков децимации (5) система тактовой синхронизации вычисляется ошибку определения тактовой частоты и её начальной фазы.
Вот вроде и все. Получилось даже больше чем планировал. Очень надеюсь, что кому то пригодятся мои знания.
Демодуляторы и модуляторы являются преобразовательными устройства и служат для преобразования АМ-еигнала в аналоговую форму (демодуляторы) п аналоговые сигналы в AM-форму (модуляторы). По своей конструкции эти устройства обратимы, т.е., меняя местами вход и выход такого устройства, можно из демодулятора получить модулятор и наоборот.
Конструктивно работа этих преобразователей базируется на использовании быстродействующих переключающих устройств. В качестве таких устройств применяют механические реле (обычно поляризованные), диодные схемы или схемы с транзисторами в ключевых режимах. По принципу исполнения демодуляторы и модуляторы выполняют однополупериодны- ми либо двухполупериодными.
Однополупериодный демодулятор на поляризованном реле
Рассмотрим принцип работы одиополупериодпого демодулятора на базе поляризованного механического реле. Схема преобразователя показана на рис. 4.3.
Рис. 4.3.
Входное, модулированное по амплитуде напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора Тр. Снимаемое со вторичной обмотки трансформатора напряжение периодически поступает на выход демодулятора в соответствии с полярностью поступающего на обмотку поляризованного реле сетевого напряжения. Поляризованное реле имеет группу из трех контактов. Подвижный средний контакт 1 замыкается с одним из крайних неподвижных (2 или 3) в зависимости от полярности поступающего на обмотку реле сетевого напряжения. В демодуляторе используется только один неподвижный контакт 2, который замыкается только при одной полярности сетевого напряжения на обмотке реле. На рис. 4.4 показаны формы сигналов на входах и выходе демодулятора.
Рис. 4.4.
Отметим, что полярность выходного сигнала зависит от соотношения фаз входного и сетевого сигналов. Например, в случае, показанном на рис. 4.4, совпадение фаз сетевого и входного сигналов приводит к появлению на выходе демодулятора положительных полупериодов входного сигнала. В случае же, когда фазы сетевого и входного сигналов сдвинуты на 180° но отношению друг к другу, на выходе демодулятора появляются отрицательные нолупериоды входного сигнала. Именно поэтому демодуляторы иногда называют фазочувствительными выпрямителями (ФЧВ).
Уровень пульсаций выходного сигнала демодулятора достаточно высок, и для их сглаживания применяют низкочастотный фильтр, показанный на рис. 4.3 пунктиром. Этот фильтр является пассивным апериодическим (инерционным) звеном. Как правило, роль резистора с сопротивлением Я ф выполняет внутреннее активное сопротивление источника входного сигнала демодулятора, приведенное к выходной обмотке трансформатора Тр, а величина емкости конденсатора С ф выбирается. Этот выбор зависит от постоянной времени такого фильтра, которая определяется как Т ф = Я Ф С Ф. Чем больше эта постоянная, тем эффективнее сглаживаются пульсации.
Оценим коэффициент передачи такого демодулятора при единичном коэффициенте передачи входного трансформатора. Пусть амплитуда входного модулированного по амплитуде сигнала фиксирована. Тогда
Форма выходного сигнала демодулятора в этом случае показана на рис. 4.5, а. Этот сигнал может быть представлен в виде суммы двух составляющих: постоянной составляющей У 0 и переменной (пульсирующей) составляющей Y x (t), показанных соответственно на рис. 4.5, бив.
Оценивая среднее значение выходного сигнала па одном периоде и далее, беря отношение среднего значения выходного сигнала к амплитуде входного AM-сигнала, получаем коэффициент передачи однонолупериодного демодулятора:
Разложение в ряд Фурье переменной составляющей У,(?), показанной на рис. 4.5, в, на периоде Т дает значение амплитуды основной (первой) гар-
ж, U rn
моники У { = -.
Рис. 45. Форма выходного сигнала демодулятора при фиксированной амплитуде AM-сигнала на входе (а ), постоянная составляющая (б) и переменная составляющая (в) выходного сигнала
Частота этой гармоники совпадает с несущей частотой. Все гармоники с более высокими номерами имеют убывающие амплитуды. Степень убывания напрямую зависит от величины номера гармоники. Кроме того, чем выше номер гармоники в разложении переменной составляющей К,(0 на выходе демодулятора, тем больше она будет ослабляться фильтром в виде инерционного звена. Следовательно, необходимо стараться как можно сильнее сгладить основную (первую) гармонику. Все другие гармоники с более высокими номерами будут ослабляться больше.
Возвращаясь к постоянной времени фильтра на выходе демодулятора, следует помнить, что этот фильтр повышает порядок характеристического уравнения разомкнутой системы и может привести к ухудшению качества работы замкнутой системы и даже к потере ею устйчивости при чрезмерном увеличении Т ф. На практике стремятся, чтобы при выборе постоянной времени фильтра выполнялось неравенство
где со ср - частота среза разомкнутой системы.
Последнее неравество гарантирует доиолнительнй фазовый сдвиг на частоте среза разомкнутой системы, не превышающий -5°.
Основными недостатками демодулятров и модуляторов на механических реле являются их относительно низкая надежность и ограниченная частота срабатывания, не превышающая 1 кГц. С целью устранения указанных недостатков подобные преобразователи строят с применением полупроводниковых диодов либо с использованием транзисторов в ключевых режимах. Схемы на диодах менее распространены, так как требуют тщательного подбора диодов и балластных резисторов для балансировки схем в отсутствие входного сигнала. В силу этих причин мы на них останавливаться не будем. При необходимости можно обратиться к соответствующей литературе.
Демодулятор - радиотехническое устройство, предназначенное для выделения информационного сигнала из модулированного ВЧ колебания. Процесс получения напряжения (тока), изменяющегося по закону модуляции, из модулированного напряжения высокой частоты называется демодуляцией(детектированием). В зависимости от вида модуляции в передающей части, в демодуляторе осуществляется амплитудная, частотная или фазовая демодуляция.
Амплитудные демодуляторы. Амплитудные демодуляторы предназначены для преобразования ВЧ сигнала, модулированного по амплитуде, в напряжение, меняющееся по закону модуляции. Они применяются как основные детекторы принимаемого сигнала, и являются основной частью фазовых и частотных демодуляторов. Амплитудная демодуляция осуществляется в нелинейных системах, которые состоят из резистивного нелинейного элемента (диода) и линейной пассивной цепи, являющейся нагрузкой демодулятора. При демодуляции импульсов одной из задач является: огибающей импульсов выделение огибающей последовательности импульсов В первом случае на выходе амплитудног демодулятора получаются импульсы постоянного тока (видеоимпульсы), поэтому такой модулятор называют ещё видеодетектором (видеомодулятором), во втором - выходное напряжение пропорционально максимальному значению амплитуды (пиковому) и демодулятор называют пиковым.В настоящее время в качестве амплитудных детекторов обычно используются синхронные детекторы. Основным узлом синхронного детектора является аналоговый умножитель (смеситель частот). Для того, чтобы умножитель осуществил перенос спектра сигнала промежуточной частоты на нулевую частоту (осуществил амплитудную демодуляцию сигнала), нужно на второй вход аналогового умножителя подать напряжение промежуточной частоты с фазой, совпадающей с фазой принимаемого сигнала.
Частотные демодуляторы . При демодуляции частотно-манипулированного сигнала используют частотные детекторы (демодуляторы). Типовая схема частотного демодулятора представляет собой совокупность разделительных фильтров и амплитудного детектора Фильтры настроены на частоты ЧМ сигнала (f1 и f2), с выхода фильтра сигнал поступает на амплитудный видеодетектор, демодулируется и на выходе получается исходная (демодулированная) последовательность импульсов.В цифровых частотных демодуляторах реализуется принцип классификации принимаемых сигналов по частоте на основе измерения длительности полупериода (или периода) принимаемого сигнала. На основании измерения длительности полупериода при двоичной модуляции решающее устройство отождествляет принятый полупериод с одним из значений полярности сигнала. Таким образом реальный ЧМ сигнал разбивается на элементарные отрезки сигнала, содержащие полупериод несущего колебания. Определение границ единичных элементов осуществляется с точностью, не превышающей длительность одного элементарного отрезка сигнала. Разновидностью метода измерения длительности полупериода (периода) принимаемого сигнала является метод измерения разности набега фазы каждого текущего колебания относительно предшествующего периода.
Фазовые демодуляторы. При демодуляции фазово-модулированного сигнала используют фазовые детекторы (демодуляторы). Фазовый детектор - это устройство, напряжение на выходе которого зависит от разности фаз двух сравниваемых напряжений одной частоты. Т.е. на вход детектора должны подаваться сигналы с одной и той же частотой. Одним сигналом является фазово-манипулированный сигнал (от корреспондента), а вторым - опорное колебание (формируемое на опорной станции). Основу схемы фазового детектора составляют: переключатель; амплитудный детектор. Применение Фвзового демодулятора (ФД) Традиционное применение ФД — в следящих системах автоподстройки частоты, где ФД, совместно с генератором переменной частоты, управляемый напряжением (ГУН) включены в контур отрицательной обратной связи. Сигналом задания для этой системы автоматического регулирования является частота входного сигнала, а ФД является сравнивающим устройством. В передаточную функцию ФНЧ, установленном на выходе ФД перед ГУН, дополнительно вводят ноль, для обеспечения запаса устойчивости по фазе. В простейшем случае, если ФНЧ является RC-фильтром НЧ, то ноль в передаточной функции можно получить включив резистор с нужным сопротивлением последовательно с конденсатором фильтра. Также ФД используются в синтезаторах, умножителях и делителях частот. В этих системах на вход ФД подаются не сами сигналы, а сигналы, полученные в результате умножения, деления, сумм и разностей нужных частот. В радиосвязи ФД применяется в системах автоподстройки частоты гетеродина в супергетеродинных радиоприёмников. В телефонии ФД применяется в устройствах декодирования тонального вызова. При стабилизации частоты вращения шпинделей и валов на один из входов ФД подаётся сигнал от опорного генератора, на второй — импульсы от меток частотного датчика оборотов, и выходной сигнал ФД управляет не ГУН, а электрическим приводом вала.
ДЕМОДУЛЯТОР AM НА ПОЛЕВОМ ТРАНЗИСТОРЕ
Рис.12.1
Демодулятор на полевом транзисторе, собранный по приведенной схеме, работает на частоте по меньшей мере до 100 МГц. Демодуляция в этой схеме осуществляется не так, как обычно, за счет диодной характеристики эмиттерного перехода, а благодаря ярко выраженной кривизне характеристики тока истока от напряжения на затворе при слабом токе. Таким образом, при входном напряжении от 0,1 В^ результат детектирования значительно более линейный, чем при использовании в качестве детектора диода.
ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР AM
Funkamateur, Berlin, No. 4/96, p. 413 Рис. 12.2
Некоторые приемники амплитудно-модулированных сигналов имеют более узкую полосу пропускания, чем узкополосные приемники частотной модуляции. В таком случае можно выделить сигнал промежуточной частоты перед демодуляцией и направить его к цепи, изображенной на схеме, для лучшего качества приема радиопередач AM.
ДЕМОДУЛЯТОР ОБП/АМ/ФМ НА МИКРОСХЕМЕ МС1496
Linear/Interface ICs, Motorola, 1993 Рис. 12.3
При приеме сигнала с одной боковой полосой (ОБП) и подавленной несущей достаточно восстановить последнюю любым доступным способом, тогда как для амплитудной и фазовой модуляций необходима блокировка. Эффект ограничения дает возможность прикладывать сигнал AM прямо на вход несущей частоты, лишь бы амплитуда сигнала AM была достаточна.
УСТРОЙСТВО СИНХРОННОЙ ДОБАВОЧНОЙ ДЕМОДУЛЯЦИИ
В предложенной схеме на транзисторе T i собран входной буферный каскад. Транзистор Т 2 является частью активного фильтра на
Funkamateur, Berlin, No. 9/1999, p. 992 Pис. 12.4
индуктивности, частота настройки которого может регулироваться переменным конденсатором С 2 . Переменный резистор R1 позволяет регулировать полосу пропускания таким образом, что только сигнал несущей частоты достигает микросхемы А2. После перехода средней точки P1 в схеме возникают колебания, которые несущая частота входного сигнала может синхронизировать. На выводе 7 микросхемы А1 входной сигнал, добавленный к несущей частоте, отдельно усиливается микросхемой А2. Даже в случае выборочного замирания, воздействующего на несущую частоту, результаты демодуляции оказываются достаточно хорошими.
СИНХРОННЫЙ ДЕТЕКТОР С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ
Устройство может функционировать пассивным или активным образом, в зависимости от положения переменного резистора Р1 В первом случае отрицательное сопротивление, образуемое транзисторами T1 и Т 2 , служит для сужения полосы пропускания колебательного LC контура, чтобы несущая частота, прошедшая через конденсатор С 5 , была отфильтрована в узкой полосе. Во втором случае транзисторы T1 и Т 2 начинают работать как генератор, который может быть синхронизирован в узком диапазоне несущей частотой случайного сигнала, когда переключатель находится в положении «ручной». В положении «автоматический» происходит авторегулирование в пределах полосы шириной в несколько килогерц. Также в зависимости от положения движка Р1 автоматическое регулирование может влиять либо на фильтрацию несущей частоты, либо на генератор, который заменяет эту несущую частоту. Функционирование в режиме «пассивный ручной» требует очень точной настройки. Такую настройку гораздо удобнее производить в режиме «пассивный автоматический», но в случае замирания (выборочного) несущей частоты появляется риск «сползания» настройки фильтра на какую-либо соседнюю частоту. В режиме работы «активный ручной» поиск синхронизации может сопровождаться неприятным свистом, но зато становится возможным прослушивание станций с одной боковой полосой. В режиме работы «активный автоматический» подобного не происходит, кроме случая, когда одна боковая полоса сопровождается неподавленной несущей частотой, но, как сказано выше, регулировка может привести к «сползанию» частоты настройки. Можно выбрать коэффициент усиления операционного усилителя А1 в зависимости от амплитуды имеющегося входного сигнала. После двух фазосдвигающих устройств
Funkamateur, Berlin, No. 9/1999, p. 993 Рис. 12.5
на ±45° транзисторы Т 3 и Т 5 выдают сигналы, смещенные по фазе на 90°. Далее, интегральная схема IC1 служит для модуляции, в то время как IC2 создает напряжение настройки, действующее в режиме «автоматический» на варикап ВВ909А. Индикатор «частота» (с нулем в середине шкалы) полезен только в режиме «автоматический», в то время как индикатор «амплитуда», управляемый постоянной составляющей демодуляции, полезен в режиме «ручной».
ДЕМОДУЛЯТОР AM 6-70 МГЦ НА МИКРОСХЕМЕ TDA9S30
Рис. 12.6
Данное устройство задумано в основном для применения в телевизионных схемах. Диапазон автоматического управления усилением составляет 66 дБ, отношение сигнал/шум 53 дБ с 10 мВ на входе, полоса пропускания звука 20 Гц – 100 кГц.
ПЧ И ДЕМОДУЛЯТОР ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ НА МИКРОСХЕМЕ U431ЗВ
Ыо\е d’application TEMIC, ANT 012, ANT 013, ANT 014,1996 Рис. 12.7
Приведенная система дистанционного управления для устройств тревоги, защиты или открывания двери содержит УПЧ, демодулятор и цепь формирования цифровых сигналов. До тех пор пока уровень входного сигнала (вывод 9) ниже 40 дБмкВ, функционируют только УПЧ и демодулятор AM, но, как только этот порог будет превышен, включается одновибратор. Это устройство питает другие части схемы и переводит вывод 10 в состояние «1» (управление питанием микропроцессора).
Постоянная времени RC составляющих, подключенных к выводу 3, определяет длительность возвращения к режиму ожидания, в то время как в случае выводов 6 и 7 речь идет об ответе компаратора, который следует по необходимости приспосабливать к использованному коду передачи. Для того чтобы предотвратить неизбежные задержки сигнала из-за АРУ, необходимо использовать логарифмический демодулятор AM. Входной импеданс ПЧ (8-12 МГц) составляет 330 Ом с параллельной емкостью, равной 5 пФ. Существует также версия с компаратором без инвертора U4311.
УЗКОДИАПАЗОННЫЙ СИНХРОННЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР
В синхронном демодуляторе, представленном на рис. 12.8, не используется эффект автоматического регулирования. Переменный резистор P1 служит для перехода от функции узкополосного фильтра к функции генератора, который настроен на несущую частоту полосой 100 Гц. Потенциометр Р 2 позволяет настроить фильтр точно на несущую частоту.
ДЕМОДУЛЯТОР ЧМ НА МИКРОСХЕМЕ НЕ564
Показанный на рис. 12.9 демодулятор предназначается для телеграфии. Устройство функционирует, так как происходит коммутация частоты 1 МГц вокруг частоты 10,8 МГц. Впрочем, ГУН работает на частоте до 50 МГц с диапазоном запирания не меньше 25%. Частота режима ожидания определяется емкостью конденсатора, который установленн между выводами 12 и 13. Скорость передачи может достигать 1 Мбод.
Funkamateur, Berlin, No. 9/1999, p. 992 . Pис. 12.8
Note d’application AN 1801, Philips Semiconductors Рис. 12.9
ДЕМОДУЛЯТОР QPSK НА МИКРОСХЕМЕ SDA6310
Данное устройство обрабатывает сигналы, модулированные коммутацией фазы в четыре состояния (QSPK), и предназначено для использования в спутниковом телевидении. Диапазоны частот 35-120 МГц для несущей частоты QSPK и 70-120 МГц для генератора. Схема работает на частоте 40,15 МГц. Уровень входа (выводы 3 и 4) должен быть между 50 и 100 дБмкВ.
КВАДРАТУРНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР НА МИКРОСХЕМЕ TDA8040T
Такой демодулятор работает на частотах между 10,7 и 150 МГц, с коэффициентом усиления не ниже 21 дБ на каналах I и Q, ширина полосы которых составляет 25 МГц. Резонансный контур генератора может быть заменен внешним источником, способным выдать напряжение с минимальным размахом 100 мВ.
Documentation Philips Рис. 12.11
КВАДРАТУРНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР l/Q НА МИКРОСХЕМЕ цРС2781
На схеме изображен демодулятор, имеющий встроенное устройство для сдвига фазы на 90 е. Коэффициент передачи 50 дБ, шум-фактор 13 дБ, импеданс входа 30 Ом.
КВАДРАТУРНЫЙ ДЕМОДУЛЯТОР I/O НА МИКРОСХЕМЕ цРС2766
Document NEC, No. PI0193EJ3V0DS00, 1996 Рис. 12. I3
Этот демодулятор имеет коэффициент передачи 20 дБ, шум-фактор 21 дБ. Промежуточная частота может быть выбрана в пределах между 0 и 200 МГц. Амплитуда выходных сигналов с увеличением частоты растет до 1,5 В.