Процесс AM демодуляции можно объяснить математически, потому что он использует умножение для восстановления исходного сигнала сообщения. Чтобы было понятнее, вспомним, что когда перемножаются две чистые синусоиды (эта процедура использует некоторые, не показанные здесь, свойства тригонометрических функций), то в результате получается две совершенно новые синусоиды.:
· Одна - с частотой, равной сумме частот двух сигналов
· Вторая - с частотой равной разности частот двух сигналов
Детектор выделяет огибающую, т.к. выпрямитель – это устройство, которое перемножает все составляющие входного сигнала. Обычно это является помехой, но только не для таких приложений, как AM демодуляция.
Верните элемент управления Timebase (Масштаб по оси времени) осциллографа в его прежнее положение (вероятно, 200μs/div.). Измените схему соединений, как показано на рисунке 6, чтобы опять работать с AM модулятором и синусоидой 2 кГц в качестве сигнала сообщения.
Рисунок 6.
Установите значение пиковой амплитуды сигнала сообщения, равное 0.5 В (используйте виртуальный элемент управления G модуля Adder (Сумматор).
Измените схему, как показано на рисунке 7.
Рисунок 7.
Модуль Multiplier (Умножитель) математически моделирует процесс демодуляции AM сигнала, а RC ФНЧ модуля Utilities (вспомогательный модуль) выделяет сигнал сообщения, подавляя при этом другие генерируемые синусоиды. (Рисунок 8)
Рисунок 8.
Методу демодуляции AM сигнала, реализованному в этой части эксперимента (называемому детектированием произведения, хотя, точнее это называть демодуляцией произведения) не свойственна такая проблема, так как при восстановлении сигнала сообщения производится не отслеживанием огибающей AM сигнала. Заключительная часть эксперимента как раз демонстрирует это.
Подключите Channel A (канал A) осциллографа к выходу AM модулятора. Установите элемент управления Trigger Source (Источник сигнала запуска) осциллографа в положение CH B. Медленно увеличивайте амплитуду сигнала сообщения, регулируя виртуальный элемент управления G модуля Adder (Сумматор), чтобы получить AM сигнал, модулированный примерно на 100%. Медленно увеличивайте амплитуду сигнала сообщения, чтобы получить AM сигнал, который промодулирован больше, чем на 100%, при этом внимательно наблюдайте за демодулированным сигналом сообщения.
Заключение
В заключение можно сказать, что в промышленных устройствах с амплитудной модуляцией для большей эффективности обычно используют усилитель класса C (имеется в виду минимизация потерь мощности). Когда усилитель класса C работает с глубиной модуляции больше 100%, функционирование электрической схемы не соответствует модели AM модулятора, изображенной на рисунке 3. Кроме того, важно отметить, что при этом получается огибающая, не совпадающая с исходным сигналом сообщения, а электрическая схема усилителя класса С при перемодуляции генерирует дополнительные частотные компоненты в спектре. Это значит, что ни детектирование огибающей, ни демодуляция с перемножением сигналов не смогут восстановить сигнал сообщения без искажений.