Demodulatory częstotliwości (FM)

Komentarze

Transkrypt

Demodulatory częstotliwości (FM)
RTV-13
Temat:
Demodulatory częstotliwości (FM)
1. Demodulacja FM może być prowadzona dwiema metodami: pośrednią
lub bezpośrednią.
2. Demodulacja pośrednia polega na:
a) zamianie sygnału zmodulowanego częstotliwościowo na sygnał
zmodulowany częstotliwościowo i amplitudowo
b) przeprowadzeniu demodulacji amplitudy.
 Demodulacja pośrednia FM (Barbara Pióro, Marek Pióro - „Podstawy elektroniki cz.2, rys.16.7, str.368)
 Jeżeli na wejście układu, o charakterystyce modułu
wzmocnienia jak na rys. 16.7a, podamy sygnał zmodulowany
częstotliwościowo (rys. 16.7b), to jego amplituda zostanie
uzależniona od chwilowej wartości częstotliwości tego sygnału (rys.
16.7c); zmiana częstotliwości sygnału wejściowego spowoduje
zmianę amplitudy sygnału wyjściowego. Ponieważ wartość chwilowa
częstotliwości sygnału FM jest proporcjonalna do wartości chwilowej
napięcia sygnału użytecznego,
w wyniku powyższej operacji
otrzymuje się sygnał, którego amplituda jest proporcjonalna do
wartości chwilowej napięcia sygnału użytecznego.
 Na skutek podania tak uformowanego sygnału na demodulator
amplitudy uzyskuje się na jego wyjściu sygnał użyteczny (rys.
16.7d). Rolę układu zamieniającego sygnał zmodulowany
częstotliwościowo na sygnał zmodulowany amplitudowo (oraz
częstotliwościowo) odgrywa zwykle obwód rezonansowy lub
wzmacniacz selektywny.
 Częstotliwość sygnału wejściowego dobiera się tak w stosunku do
charakterystyk powyższych układów, aby całe widmo sygnału
zmodulowanego mieściło się na prostoliniowym odcinku zbocza
charakterystyki amplitudowej tych układów. Zapewnia to
niewystępowanie zniekształceń nieliniowych.
3. Demodulację bezpośrednią stosuje się np. w układzie pętli
synchronizacji fazowej PLL.
4. Pętla PLL (ang. Phase Locked Loop) - układ elektroniczny (rys 16.8),
w skład którego wchodzą:
a) detektor fazy
b) filtr dolnoprzepustowy (FDP)
c) wzmacniacz
d) generator przestrajany napięciem (VCO).
Pętla stanowi układ ze sprzężeniem zwrotnym, jej zadaniem jest
wytworzenie w generatorze VCO przebiegu, którego częstotliwość
będzie równa częstotliwości sygnału wejściowego, ale jego faza
będzie przesunięta o kąt 90º.
 Pętla PLL (Barbara Pióro, Marek Pióro - „Podstawy elektroniki cz.2, rys.16.8, str.369)
 Detektor fazy porównuje fazy obu tych sygnałów. Jest to
kluczowany przełącznik analogowy załączany zewnętrznym
przebiegiem sterującym, który przekazuje sygnał wejściowy na
swoje wyjście - gdy sterujący go przebieg z generatora VCO ma
wartość dodatnią, natomiast odcina wejście od wyjścia - gdy sygnał
sterujący przyjmuje niski poziom.
 Filtr dolnoprzepustowy FDP pełni w pętli PLL funkcje układu
całkującego. Napięcie uzyskane na wyjściu tego filtru, po
wzmocnieniu we wzmacniaczu, steruje częstotliwością generatora
VCO.
5. Zastosowanie pętli PLL - demodulator sygnału FM.
 Jeżeli na wejście pętli PLL (rys 16.8) podamy sygnał Uwe
zmodulowany częstotliwościowo, a sygnałem wyjściowym uczynimy
napięcie UA (sterujące generator VCO) oraz doprowadzimy do
synchronizmu pętli, to napięcie wyjściowe będzie proporcjonalne do
wartości chwilowej częstotliwości sygnału wejściowego, a więc
będzie żądanym sygnałem użytecznym.
 Używając układu pętli PLL jako demodulatora FM należy zapewnić
odpowiednie pasmo przenoszenia filtru dolnoprzepustowego tego
układu. Powinno ono być tylko trochę większe od największej
częstotliwości składowej widma sygnału użytecznego.
6. Pętla PLL jako modulator FM (rys 16.13)
 Schemat pętli PLL pracującej jako modulator FM (Barbara Pióro, Marek Pióro - „Podstawy elektroniki cz.2,
rys.16.13, str.373)
 W układzie tym do detektora fazy dochodzi sygnał nośny o
częstotliwości fn z zewnętrznego generatora, oraz sygnał z
generatora VCO. Do napięcia wyjściowego wzmacniacza (U A) jest
dodawanie napięcie sygnału użytecznego (Uwe) zmieniające
napięcie sterujące generatora, a tym samym modulujące
częstotliwość generowanego przebiegu. Tym sposobem na wyjściu
uzyskuje się sygnał zmodulowany częstotliwościowo sygnałem
użytecznym.