Conas Tonnform FM a dhí-dhathú

Dí-ídiú Minicíocht Raidió
Faigh amach faoi dhá theicníc chun an comhartha bonnbhanda a aisghabháil ó iompróir modhnaithe minicíochta.

Cuireann modhnú minicíochta feidhmíocht fheabhsaithe ar mhodhnú aimplitiúid, ach tá sé níos deacra fós an fhaisnéis bhunaidh a bhaint as tonnform FM. Tá cúpla bealach éagsúil ann chun FM a dhíchódú; ar an leathanach seo déanfaimid dhá cheann a phlé. Tá ceann acu seo simplí go leor, agus an ceann eile níos casta.

An Comhartha a Chruthú
Mar a tharla in How to Demodulate a AM Waveform, úsáidfimid LTspice chun dí-uisciú FM a iniúchadh, agus arís eile caithfimid modhnú minicíochta a dhéanamh ar dtús ionas go mbeidh rud éigin le dí-áitiú againn. 

Má fhéachann tú siar ar an leathanach ar mhodhnú minicíochta analógach, feicfidh tú nach bhfuil an caidreamh matamaiticiúil chomh simplí ná an modhnú aimplitiúid. 

Le AM, ní dhearna muid ach fritháireamh agus ansin rinneamar iolrú gnáth. Le FM, ní mór dúinn luachanna atá éagsúil go leanúnach a chur leis an gcainníocht taobh istigh d’fheidhm sine (nó cosine), agus thairis sin, ní hiad na luachanna athraitheacha leanúnacha sin an comhartha bonnbhanda ach is gné dhílis den chomhartha banda iad.

Dá bharr sin, ní féidir linn tonnform FM a ghiniúint ag baint úsáide as foinse voltais iompraíochta treallach agus caidreamh matamaiticiúil simplí, mar a rinneamar le AM. Tarlaíonn sé, áfach, go bhfuil sé níos éasca comhartha FM a ghiniúint. Ní úsáidimid ach an rogha SFFM le haghaidh gnáthfhoinse voltais:

Is é atá sa “chiorcad” seo a leanas go léir a theastaíonn uainn chun tonnform FM a chruthú ina mbeidh iompróir 10 MHz agus comhartha bonnbhanda sinusóideach 1 MHz:




Tabhair faoi deara gur cúig innéacs an modhnú; déanann innéacs modhnóireachta níos airde na héagsúlachtaí minicíochta a fheiceáil. Taispeánann an plota seo a leanas an tonnform a chruthaigh foinse voltais SFFM.

Demodulation: An Scagaire Ard-Pas
Tosaíonn an chéad teicníc dí-uiscithe a bhreathnóimid air le scagaire ard-bhealaigh. Glacfaimid leis go bhfuilimid ag plé le caolbhanda FM. Ní mór dúinn an scagaire ard-bhealaigh a dhearadh sa chaoi is go mbeidh éagsúlacht mhór sa tanú laistigh de bhanda minicíochta a bhfuil a leithead dhá oiread bandaleithead an chomhartha bonnbhanda. Déanaimis an coincheap seo a iniúchadh níos críochnúla.

Beidh speictream ag an gcomhartha FM a fhaightear atá dírithe timpeall ar mhinicíocht an iompróra. Tá leithead an speictrim cothrom le dhá oiread bandaleithead an chomhartha bonnbhanda; tá fachtóir dhá thoradh ar aistriú na minicíochtaí bonnbhanda dearfacha agus diúltacha, agus tá sé “cothrom” mar is féidir leis an gcomhtháthú a chuirtear i bhfeidhm ar an gcomhartha bonnbhanda dul i bhfeidhm ar chruth an speictrim mhodhnuithe. 

Dá bhrí sin, tá an mhinicíocht is ísle sa chomhartha modúlach cothrom le minicíocht an iompróra lúide an mhinicíocht is airde sa chomhartha bonnbhanda, agus tá an mhinicíocht is airde sa chomhartha modúlach cothrom leis an minicíocht iompróra móide an mhinicíocht is airde sa chomhartha banda.

Ní mór go mbeadh freagra minicíochta ag ár scagaire ard-bhealaigh a fhágann go ndéantar an mhinicíocht is ísle sa chomhartha modúlach a laghdú i bhfad níos mó ná an mhinicíocht is airde sa chomhartha modúlach. Má chuireann muid an scagaire seo i bhfeidhm ar thonnform FM, cén toradh a bheidh air? Rud mar seo a bheidh ann:

Taispeánann an plota seo an tonnform FM bunaidh agus an tonnform scagtha ard-pas, chun críocha comparáide. Taispeánann an chéad phlota eile díreach an tonnform scagtha, ionas gur féidir leat é a fheiceáil níos soiléire.

Tríd an scagaire a chur i bhfeidhm, rinneamar modhnú minicíochta go modhnú aimplitiúid. Is cur chuige áisiúil é seo maidir le dí-dhathú FM, toisc go gceadaíonn sé dúinn leas a bhaint as ciorcadóireacht brathadóra clúdaigh a forbraíodh le húsáid le modhnú aimplitiúid. Ní raibh sa scagaire a úsáideadh chun an tonnform seo a tháirgeadh ach pas ard RC le minicíocht scoite thart ar cóimhéid le minicíocht an iompróra.

Torann Aimplitiúid

Cuireann simplíocht na scéime dí-uiscithe seo go nádúrtha orainn smaoineamh nach í an rogha ardfheidhmíochta í, agus i ndáiríre tá laige mhór sa chur chuige seo: tá sé íogair d’athruithe aimplitiúid. 

Beidh clúdach seasmhach ag an gcomhartha tarchurtha toisc nach mbeidh athruithe ar aimplitiúid an iompróra i gceist le modhnú minicíochta, ach ní bheidh clúdach tairiseach ag an gcomhartha a fhaightear toisc go mbíonn foinsí earráide ag dul i bhfeidhm go dosheachanta ar aimplitiúid.

Dá bhrí sin, ní féidir linn taispeána FM inghlactha a dhearadh ach scagaire ard-pas a chur le taispeána AM. Teastaíonn teorantóir uainn freisin, ar ciorcad é a mhaolaíonn éagsúlachtaí aimplitiúid tríd an comhartha a fhaightear a shrianadh go aimplitiúid áirithe. 

Cuireann an leigheas simplí agus éifeachtach seo ar éagsúlachtaí aimplitiúid ar chumas FM a stóinseacht níos mó (i gcomparáid le AM) a choinneáil i gcoinne torainn aimplitiúid: Ní féidir linn teorantóir le comharthaí AM a úsáid toisc go ndéanann srianadh an aimplitiúid an fhaisnéis atá ionchódaithe san iompróir a éilliú. Ar an láimh eile, ionchódaíonn FM an fhaisnéis uile i dtréithe ama na comhartha tarchurtha.

Dí-dhathú: An Lúb Céim-Faoi Ghlas
Is féidir lúb céim-ghlasáilte (PLL) a úsáid chun ciorcad casta ach ardfheidhmíochta a chruthú le haghaidh dí-uisciú FM. Is féidir le PLL minicíocht tonnform atá ag teacht isteach a ghlasáil. Déanann sé é seo trí bhrathadóir céime, scagaire pas íseal (aka “scagaire lúb”), agus oscillator faoi rialú voltais (VCO) a chur le chéile i gcóras aiseolais dhiúltaigh, mar a leanas:

Tar éis don PLL a bheith faoi ghlas, féadfaidh sé sinusoid aschuir a chruthú a leanann athruithe minicíochta sa sinusoid atá ag teacht isteach. Thógfaí an tonnform aschuir seo ó aschur an VCO. 

In iarratas FM-demodulator, áfach, níl sinusoid aschuir de dhíth orainn a bhfuil an mhinicíocht chéanna leis an gcomhartha ionchuir. Ina áit sin, úsáidimid an t-aschur ón scagaire lúb mar chomhartha dí-ídithe. Breathnaímid ar an bhfáth go bhfuil sé seo indéanta.

Táirgeann an brathadóir céime comhartha atá comhréireach leis an difríocht céime idir an tonnform ag teacht isteach agus aschur an VCO. Déanann an scagaire lúb an comhartha seo a rianú, agus ansin an comhartha rialaithe don VCO. 

Mar sin, má tá minicíocht an chomhartha isteach ag méadú agus ag laghdú i gcónaí, caithfidh comhartha rialaithe VCO méadú agus laghdú dá réir chun a chinntiú go bhfanfaidh minicíocht aschuir VCO cothrom leis an minicíocht ionchuir. Is é sin le rá, is comhartha é aschur an scagaire lúb a bhfreagraíonn a éagsúlachtaí aimplitiúid do na héagsúlachtaí minicíochta ionchuir. Seo mar a dhéanann PLL dí-dhathú minicíochta.

Achoimre

* In LTspice, is féidir sinusoid modhnú minicíochta a ghiniúint tríd an rogha SFFM a úsáid le haghaidh foinsí caighdeánacha voltais.

* Is éard atá i gceist le teicníc dí-uiscithe FM simplí agus éifeachtach scagaire ard-bhealaigh (le haghaidh tiontú FM-go-AM) agus demodulator AM ina dhiaidh sin.

* Cuirtear teorantóir roimh thaispeántóir FM ard-pas-scagaire-bhunaithe chun cosc ​​a chur ar éagsúlachtaí aimplitiúid ó earráid a chur leis an gcomhartha dí-inslithe.

* Is féidir lúb céim-ghlasáilte a úsáid chun dí-áitiú FM ardfheidhmíochta a bhaint amach. De bharr úsáid PLLanna ciorcad comhtháite tá an cur chuige seo níos casta ná mar a cheapfadh sé.

Fág nóta 

Liosta Teachtaireachtaí