FM demodulazione o di rilevazione

- Demodulazione FM o il rilevamento comporta la modifica delle variazioni di frequenza in un segnale in variazioni di ampiezza in banda, ad esempio audio. Ci sono diverse tecniche e circuiti che possono essere usati ciascuno con i suoi vantaggi e svantaggi.

La modulazione di frequenza è ampiamente utilizzato per trasmissioni radio per un'ampia varietà di applicazioni dalla radiodiffusione a punto generale a punto comunicazioni.

modulazione di frequenza, FM offre numerosi vantaggi, in particolare in applicazioni radiomobili dove la sua resistenza al fading e interferenze è un grande vantaggio. Inoltre è ampiamente usato per la trasmissione su frequenze VHF dove è in grado di fornire un mezzo per la trasmissione audio di alta qualità.

In vista delle sue diffuse ricevitori uso devono essere in grado di demodulare queste trasmissioni. Vi è un'ampia varietà di tecniche e circuiti che possono essere utilizzati compresa la Foster-Seeley e rivelatori di rapporto con componenti discreti, e dove vengono utilizzati circuiti integrati ad aggancio di fase e quadratura rilevatori sono più ampiamente usato.

Qual è la modulazione di frequenza, FM?

Come suggerisce il nome modulazione di frequenza, FM utilizza cambiamenti nella frequenza per portare il suono o altre informazioni che è necessario per essere collocato sul supporto. Come mostrato di seguito si può vedere che la modulazione o la base tensione segnale di banda varia, per cui la frequenza delle variazioni di segnale in linea con esso. Questo tipo di modulazione comporta diversi vantaggi con esso:

• riduzione delle interferenze:   Rispetto al AM, FM offre un netto miglioramento interferenze. In considerazione del fatto che la maggior ricevuto rumore è il rumore di ampiezza, un ricevitore FM può rimuovere qualsiasi sensibilità ampiezza guidando l'IF in limitante.

• Rimozione di molti effetti delle variazioni di potenza del segnale:   FM è ampiamente utilizzato per applicazioni mobili perché le variazioni di ampiezza non causano un cambiamento nel livello audio. Poiché l'audio è portato da variazioni di frequenza piuttosto che quelli di ampiezza, in buone condizioni di potenza del segnale, questo non si manifesta come un cambiamento di livello audio.

• efficienza amplificatore trasmettitore:   Poiché la modulazione è portato da variazioni di frequenza, ciò significa che gli amplificatori di potenza del trasmettitore può essere fatta non lineare. Questi amplificatori possono essere fatti per essere molto più efficienti di quelli lineari, risparmiando così prezioso carica della batteria - un bene prezioso per le apparecchiature mobili o portatili.
Questi vantaggi significano che FM è stato ampiamente utilizzato per molti radiodiffusione e applicazioni mobili.

 

Frequenza modulando un segnale

Banda larga e banda stretta FM

Quando un segnale viene modulato in frequenza, gli spostamenti portante in frequenza, in linea con la modulazione. Questo è chiamato la deviazione. Nello stesso modo che il livello di modulazione può essere variato per un segnale modulato in ampiezza, lo stesso vale per una frequenza modulata uno, anche se non c'è un livello massimo o 100% di modulazione come nel caso di AM.

Il livello di modulazione è governata da una serie di fattori. La larghezza di banda disponibile è uno. Si è anche trovato che i segnali con una deviazione grande sono in grado di supportare trasmissioni di qualità superiore pur occupano naturalmente una maggiore larghezza di banda. Come risultato di queste esigenze contrastanti diversi livelli di deviazione sono utilizzati in base all'applicazione utilizzata.

Quelli con bassi livelli di deviazione sono chiamati stretta banda di modulazione di frequenza (NBFM) e in genere i livelli di +/- 3 kHz o più vengono utilizzati dipende dalla larghezza di banda disponibile. Generalmente NBFM viene utilizzato per punto a punto comunicazioni. livelli molto più elevati di deviazione vengono utilizzati per trasmettere. Questo è chiamato larga banda FM (WBFM) e per la trasmissione deviazione del +/- 75 kHz viene utilizzato.

Ricezione FM

Per poter ricevere FM un ricevitore deve essere sensibile alle variazioni di frequenza del segnale in ingresso. Come già accennato questi possono essere banda larga o stretta. Tuttavia l'insieme è fatto insensibile alle variazioni di ampiezza. Ciò si ottiene con un alto guadagno amplificatore IF. Qui i segnali vengono amplificati a tal punto che l'amplificatore corre in limitante. In questo modo le variazioni di ampiezza vengono rimossi.

Per essere in grado di convertire le variazioni di frequenza in variazioni di tensione, il demodulatore deve essere dipendente dalla frequenza. La risposta ideale è una tensione perfettamente lineare a frequenza caratteristica. Qui si può vedere che la frequenza centrale è nel mezzo della curva di risposta ed è qui il vettore non modulata sarebbe situato quando il ricevitore è sintonizzato correttamente nel segnale. In altre parole, non ci sarebbe alcuna tensione di offset DC presente.

La risposta ideale non è realizzabile perché tutti i sistemi hanno una larghezza di banda limitata e di conseguenza si ottiene una curva di risposta nota come una curva a "S". Fuori dalla larghezza di banda del sistema, la risposta cade, come ci si aspetterebbe. Si può notare che le variazioni di frequenza del segnale sono convertite in variazioni di tensione che possono essere amplificati da un amplificatore audio prima di essere passato in cuffie, un altoparlante, o passati in altri circuiti elettronici di elaborazione appropriata.

Caratteristica curva "S" di un demodulatore FM

Per abilitare il miglior rilevamento che si terrà il segnale dovrebbe essere centrato intorno alla metà della curva. Se si muove fuori troppo quindi la caratteristica diventa meno lineare e più elevati livelli di risulta distorsione. Spesso la regione lineare è progettato per estendere ben oltre la larghezza di banda di un segnale in modo che questo non si verifica. In questo modo si ottiene la linearità ottimale. Tipicamente la larghezza di banda di un circuito per la ricezione di trasmissioni VHF FM può essere di circa 1 MHz mentre il segnale è soltanto 200 kHz ampia.

demodulatori FM

Ci sono un certo numero di circuiti che possono essere utilizzati per la demodulazione FM. Ogni tipo ha i propri vantaggi e svantaggi, alcuni essendo utilizzato quando ricevitori utilizzati componenti discreti, e altri ora che CI sono ampiamente utilizzati.

Di seguito un elenco di alcuni dei principali tipi di demodulatore FM o rivelatore FM. Considerata l'uso diffuso di FM, anche con la concorrenza di modi digitali che sono ampiamente utilizzati oggi, demodulatori FM sono necessari molti nuovi modelli di apparecchiature elettroniche.

• Slope rivelatore FM:   Questa forma di rivelatore utilizza la salita di un circuito accordato per convertire le variazioni di frequenza in variazioni di ampiezza. Poiché la frequenza del segnale FM varia, cambia la sua posizione sulla pendenza del circuito sintonizzato, quindi l'ampiezza varia. Questo segnale può quindi essere convertito in un segnale in banda base tramite un circuito rivelatore diodo AM.

• rilevatore Rapporto:   Questo circuito demodulatore FM è stato ampiamente utilizzato con componenti discreti, fornendo un buon livello di prestazioni. E 'stato caratterizzato dal trasformatore a tre avvolgimenti che è stato richiesto.

• rilevatore Foster-Seeley FM:   Come il rilevatore Rapporto rivelatore Foster Seeley o discriminatore è stato utilizzato con componenti discreti, fornendo prestazioni eccellenti per il giorno in molte radio FM.

• PLL, Phase Locked Loop demodulatore FM:   demodulatori FM utilizzando fase bloccata loop, PLL CNA forniscono elevati livelli di prestazioni. Essi non richiedono un trasformatore costosi e possono essere facilmente incorporati all'interno CI radio FM.

demodulatore • Quadratura FM:   Questa forma di demodulatore FM è molto conveniente per l'uso all'interno di circuiti integrati. Esso fornisce livelli elevati di linearità, pur non richiedendo molti componenti esterni.

• demodulatore Coincidenza FM:   Questa forma di demodulatore ha molte somiglianze con il rivelatore in quadratura. Si utilizza la tecnologia digitale e sostituisce un mixer con una porta logica NAND.

Ciascuno di questi diversi tipi di rivelatore FM o demodulatore ha i suoi vantaggi e svantaggi. Questi demodulatori FM sono descritti in altre pagine di questo tutorial.

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