Детектор конвертов - Envelope detector

Сигнал и его конверт отмечены красным

Простая схема демодулятора огибающей.

Сигнал выделен синим цветом, а величина его аналитического сигнала - красным, что показывает эффект огибающей.

Детектор огибающей представляет собой электронную схему , которая принимает (относительно) высокой частоты амплитуда модулированного сигнала на входе и выдает выходной сигнал, который является демодулируют огибающей исходного сигнала.

Детектор огибающей иногда называют пиковым детектором.

Схема работы

Конденсатор в цепи выше магазинов заряд на переднем фронте и освобождает его медленно через резистор , когда амплитуда входного сигнала падает. Последовательный диод выпрямляет входящий сигнал, позволяя току течь только тогда, когда положительный входной терминал имеет более высокий потенциал, чем отрицательный входной терминал.

Общие Соображения

В большинстве практических детекторов огибающей используется полуволновое или двухполупериодное выпрямление сигнала для преобразования входного аудиосигнала переменного тока в импульсный сигнал постоянного тока . Затем используется фильтрация для сглаживания конечного результата. Эта фильтрация редко бывает идеальной, и на выходе повторителя огибающей, вероятно, останется некоторая "рябь", особенно для низкочастотных входов, таких как ноты из басового инструмента. Уменьшение частоты среза фильтра дает более плавный выходной сигнал, но снижает высокочастотный отклик. Следовательно, в практических конструкциях необходимо найти компромисс.

Определение конверта

Любой сигнал AM или FM можно записать в следующей форме ${\ Displaystyle х (т)}$

{\ Displaystyle х (т) = р (т) \ соз (\ омега т + \ varphi (т)) \,}

В случае AM, φ ( t ) (фазовая составляющая сигнала) постоянна и ею можно пренебречь. В AM несущая частота также постоянна. Таким образом, вся информация в AM-сигнале находится в R ( t ). R ( t ) называется огибающей сигнала. Следовательно, сигнал AM задается функцией ${\ displaystyle \ omega}$

{\ Displaystyle х (т) = (С + м (т)) \ соз (\ омега т) \,}

где m ( t ) представляет исходное сообщение звуковой частоты, C - амплитуда несущей, а R ( t ) равно C + m ( t ). Таким образом, если можно извлечь огибающую AM-сигнала, можно восстановить исходное сообщение.

В случае FM передаваемое имеет постоянную огибающую R ( t ) = R и может быть проигнорировано. Однако многие FM-приемники в любом случае измеряют огибающую для индикации уровня принимаемого сигнала . ${\ Displaystyle х (т)}$

Диодный детектор

Простейшей формой детектора огибающей является диодный детектор, показанный выше. Диодный детектор - это просто диод между входом и выходом схемы, подключенный к резистору и конденсатору параллельно от выхода схемы к земле. Если резистор и конденсатор выбраны правильно, выходной сигнал этой схемы должен соответствовать версии исходного ( основной полосы ) сигнала со смещенным напряжением . Затем можно применить простой фильтр, чтобы отфильтровать составляющую постоянного тока.

Детектор точности

Детектор огибающей также может быть построен с использованием прецизионного выпрямителя, подключенного к фильтру нижних частот .

Недостатки

Детектор огибающей имеет несколько недостатков:

Входной сигнал детектора должен быть отфильтрован с помощью полосовой фильтрации вокруг полезного сигнала, иначе детектор будет одновременно демодулировать несколько сигналов. Фильтрация может выполняться с помощью настраиваемого фильтра или, что более практично, супергетеродинного приемника.
Он более восприимчив к шуму, чем детектор продукта.
Если сигнал перемодулирован , возникнут искажения.

Большинство из этих недостатков относительно незначительны и обычно являются приемлемым компромиссом для простоты и низкой стоимости использования детектора огибающей.

Демодуляция сигналов

Детектор огибающей может использоваться для демодуляции ранее модулированного сигнала путем удаления всех высокочастотных компонентов сигнала. Конденсатор и резистор образуют фильтр нижних частот для фильтрации несущей частоты. Такое устройство часто используется для демодуляции радиосигналов AM, поскольку огибающая модулированного сигнала эквивалентна сигналу основной полосы частот .

Аудио

Детектор огибающей иногда называют повторителем огибающей в музыкальной среде. Он по-прежнему используется для обнаружения изменений амплитуды входящего сигнала для создания управляющего сигнала, напоминающего эти изменения. Однако в этом случае входной сигнал состоит из звуковых частот.

Детекторы Конверт часто являются составной частью других схем, таких как компрессор или авто-ва или конверт- с последующим фильтром. В этих схемах повторитель огибающей является частью так называемой « боковой цепи », схемы, которая описывает некоторые характеристики входа, в данном случае его объем.

И расширители, и компрессоры используют выходное напряжение огибающей для управления усилением усилителя. Авто-вау использует напряжение для управления частотой среза фильтра. Фильтр , управляемый напряжением из аналогового синтезатора аналогичная схема.

Современные повторители конвертов могут быть реализованы:

непосредственно как электронное оборудование ,
или как программное обеспечение с использованием цифрового сигнального процессора (DSP) или
на ЦП общего назначения.

Languages

In other projects