Conas Tonnform AM a dhí-dhathú

Dí-ídiú Minicíocht Raidió
Faigh amach faoi dhá chiorcad ar féidir leo an fhaisnéis bhunaidh a bhaint as comhartha iompróra aimplithe.

Ag an bpointe seo tá a fhios againn go dtagraíonn modhnú do sinusoid a mhodhnú d’aon ghnó ionas gur féidir leis faisnéis minicíochta níos ísle a iompar ó tharchuradóir chuig glacadóir. Tá go leor sonraí clúdaithe againn freisin a bhaineann leis na modhanna éagsúla - aimplitiúid, minicíocht, céim, analógach, digiteach - chun faisnéis a ionchódú i dtonn iompróra.

Ach níl aon chúis ann sonraí a chomhtháthú i gcomhartha tarchurtha mura féidir linn na sonraí sin a bhaint as an gcomhartha a fuarthas, agus sin an fáth go gcaithfimid staidéar a dhéanamh ar dhí-dhathú. 

Cuimsíonn ciorcadóireacht dí-uiscithe ó rud chomh simplí le buaic-bhrathadóir modhnaithe go rud chomh casta le dí-chomhshó ceatha comhleanúnach in éineacht le halgartaim díchódaithe sofaisticiúla a dhéanann próiseálaí comhartha digiteach.

An Comhartha a Chruthú
Úsáidfimid LTspice chun staidéar a dhéanamh ar theicnící chun tonnform AM a dhí-dhathú. Ach sula ndéanaimid demodulate ní mór dúinn rud éigin a mhodhnú.

Ar leathanach modhnóireachta AM, chonaiceamar go bhfuil gá le ceithre rud chun tonnform AM a ghiniúint. Ar dtús, teastaíonn tonnform banda bonn agus tonnform iompróra uainn. Ansin teastaíonn ciorcad uainn a fhéadann fritháireamh DC oiriúnach a chur leis an gcomhartha bonnbhanda. 

Agus ar deireadh, teastaíonn iolraitheoir uainn, ós rud é go bhfuil an caidreamh matamaiticiúil a fhreagraíonn do mhodhnú aimplitiúid ag iolrú an chomhartha bonnbhanda aistrithe ag an iompróir.

Ginfidh an ciorcad LTspice seo a leanas tonnform AM.

* Is foinse voltais tonn sine 1 MHz é V1 a sholáthraíonn an comhartha bonnbhanda bunaidh.

* Táirgeann V3 tonn sine 100 MHz don iompróir.

* Is aistriú leibhéal é an ciorcad op-amp (laghdaíonn sé an aimplitiúid ionchuir faoi leath freisin). Is tonn sine í an chomhartha a thagann ó V1 a luíonn ó –1 V go +1 V, agus is tonn sine aschur an op-amp a luíonn ó 0 V go +1 V.

* Is “foinse voltais iompraíochta treallach” é B1. Is foirmle seachas tairiseach é a réimse “luach”; sa chás seo is í an fhoirmle an comhartha bonnbhanda aistrithe arna iolrú faoi thonnform an iompróra. Ar an mbealach seo is féidir B1 a úsáid chun modhnú aimplitiúid a dhéanamh.

Seo an comhartha bonnbhanda aistrithe:

Agus anseo is féidir leat a fheiceáil conas a fhreagraíonn na héagsúlachtaí AM don chomhartha bonnbhanda (ie, an rian oráiste atá doiléir den chuid is mó ag an tonnform gorm):

Demodulation

Mar a pléadh ar leathanach modhnóireachta AM, is é éifeacht na hoibríochta iolraithe a úsáidtear chun modhnú aimplitiúid a dhéanamh an speictream banda bonn a aistriú go banda timpeall ar mhinicíocht dearfach an iompróra (+ fC) agus minicíocht dhiúltach an iompróra (–fC). 

Mar sin, is féidir linn smaoineamh ar mhodhnú aimplitiúid mar athrú ar an speictream bunaidh suas le fC agus síos le fC. Leanann sé, ansin, go n-aistreofar an speictream ar ais go dtí a áit bhunaidh má iolraítear an comhartha modúlach faoi mhinicíocht an iompróra - ie, aistreoidh sé an speictream anuas le fC sa chaoi go mbeidh sé dírithe arís ar 0 Hz.

Rogha 1: Iolrú agus Scagadh
Cuimsíonn an scéimre LTspice seo a leanas foinse voltais iompraíochta treallach; Déanann B2 an comhartha AM a iolrú faoin iompróir.

 

Agus seo an toradh:

Is cinnte nach bhfuil cuma cheart air seo. Má táimid ag súmáil isteach, feicimid an méid seo a leanas:

Agus nochtann sé seo an fhadhb. Tar éis modhnú aimplitiúid, tá an speictream baseband dírithe timpeall + fC. Ag iolrú tonnform AM leis an iompróir aistríonn an speictream banda síos go 0 Hz, ach aistríonn sé suas go dtí 2fC (200 MHz sa chás seo), toisc (mar a dúradh thuas) bogann iolrú an speictrim atá ann cheana faoi fC agus síos le fC .

Is léir, mar sin, nach leor an t-iolrú ina n-aonar chun díchódú ceart a dhéanamh. Is é atá ag teastáil uainn ná iolrú agus scagaire le pas íseal; déanann an scagaire an speictream a aistríodh suas go 2fC a bhaint. Cuimsíonn an scéimre seo a leanas scagaire íseal-pas RC le minicíocht scoite ~ 1.5 MHz.

Agus seo an comhartha dí-ídithe:

Tá an teicníc seo níos casta i ndáiríre ná mar is cosúil toisc go gcaithfear céim tonnform minicíochta iompróra an ghlacadóra a shioncronú le céim iompróir an tarchuradóra. Pléitear tuilleadh é seo ar leathanach 5 den chaibidil seo (Dí-uisciú Ceathartha a Thuiscint).

Rogha 2: Brathadóir Buaic

Mar a fheiceann tú thuas sa phlota a thaispeánann tonnform AM (i gorm) agus an tonnform banda aistrithe (in oráiste), tá an chuid dearfach de “clúdach” AM comhoiriúnach leis an gcomhartha banda bonn. 

Tagraíonn an téarma “clúdach” d’athruithe an iompróra ar aimplitiúid sinusóideach (seachas na héagsúlachtaí i luach meandarach na tonnform féin). Dá bhféadfaimis ar bhealach éigin an chuid dhearfach den chlúdach AM a bhaint, d’fhéadfaimis an comhartha banda bonn a atáirgeadh gan iolraitheoir a úsáid.

Tarlaíonn sé go bhfuil sé éasca go leor an clúdach dearfach a thiontú ina ghnáthchomhartha. Tosaímid le brathadóir buaic, nach bhfuil ann ach dé-óid agus toilleoir ina dhiaidh. 

Stiúrann an dé-óid nuair a bhíonn an comhartha ionchuir ~ 0.7 V ar a laghad os cionn an voltais ar an toilleoir, agus ar shlí eile gníomhaíonn sé mar chiorcad oscailte. Mar sin, coimeádann an toilleoir an buaicvoltas: má tá an voltas ionchuir reatha níos ísle ná voltas an toilleora, ní laghdaíonn voltas an toilleora toisc go gcuireann an dé-óid claonta droim ar ais cosc ​​ar urscaoileadh.

Mar sin féin, níl brathadóir buaic ag teastáil uainn a choinneoidh an buaicvoltas ar feadh tréimhse fada. Ina áit sin, teastaíonn ciorcad uainn a choinníonn an bhuaic i gcoibhneas le héagsúlachtaí ardmhinicíochta tonnform an iompróra, ach nach gcoinníonn an bhuaic i gcoibhneas le héagsúlachtaí minicíochta níos ísle an chlúdaigh. Is é sin le rá, teastaíonn brathadóir buaic uainn nach gcoinníonn an bhuaic ach ar feadh tréimhse ghearr. 

Déanaimid é seo trí fhriotaíocht chomhthreomhar a chur leis a ligeann don toilleoir urscaoileadh. (Tugtar “brathadóir buaic sceite ar an gcineál seo ciorcad,” nuair a thagraíonn “sceite” don chosán scaoilte a sholáthraíonn an friotóir.) Roghnaítear an fhriotaíocht sa chaoi go bhfuil an t-urscaoileadh mall go leor chun minicíocht an iompróra a mhúchadh agus tapa go leor chun gan réidh le minicíocht an chlúdaigh.

Seo sampla de bhuaic-bhrathadóir sceite le haghaidh dí-uiscithe AM:

Tabhair faoi deara gur mhéadaigh mé an comhartha AM le fachtóir a cúig d’fhonn comhartha ionchuir an bhrathadóra buaic a dhéanamh níos mó i gcoibhneas le voltas ar aghaidh an dé-óid. Tugann an plota seo a leanas an toradh ginearálta atáimid ag iarraidh a bhaint amach leis an mbrathadóir buaic sceite.

Taispeánann an comhartha deiridh an tréith luchtaithe / urscaoilte a bhfuil súil leis:




D'fhéadfaí scagaire pas íseal a úsáid chun na héagsúlachtaí seo a dhéanamh réidh.

Achoimre

* In LTspice, is féidir foinse voltais iompraíochta treallach a úsáid chun tonnform AM a chruthú.

* Is féidir tonnfhoirmeacha AM a dhíchódú trí iolraitheoir a úsáid agus scagaire le pas íseal ina dhiaidh sin.

* Cur chuige níos simplí (agus ar chostas níos ísle) is ea brathadóir buaic sceite a úsáid, ie brathadóir buaic le friotaíocht comhthreomhar a ligeann don toilleoir sceitheadh ​​ag ráta iomchuí.

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí