Детектор конверта - Envelope detector

Сигнал и его конверт отмечены красным

Простая схема демодулятора огибающей.

Сигнал синего цвета и величина его аналитический сигнал красным, показывая эффект конверта

An детектор конверта представляет собой электронную схему, которая принимает (относительно) высокочастотный амплитудно-модулированный сигнал в качестве входа и обеспечивает выход, который является демодулированный конверт исходного сигнала.

Детектор огибающей иногда называют пиковым детектором.

Схема работы

В конденсатор в схеме выше накапливает заряд на переднем фронте и медленно высвобождает его через резистор когда амплитуда входного сигнала падает. Диод последовательно исправляет входящий сигнал, позволяющий течь только тогда, когда положительный входной терминал имеет более высокий потенциал, чем отрицательный входной терминал.

Общие Соображения

В большинстве практичных детекторов огибающей используются полуволновые или полноволновые исправление сигнала для преобразования AC аудиовход в импульсный ОКРУГ КОЛУМБИЯ сигнал. Фильтрация затем используется 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 выход, но снижает высокочастотный отклик. Следовательно, в практических конструкциях необходимо найти компромисс.

Определение конверта

Любой ЯВЛЯЮСЬ или же FM сигнал ${ Displaystyle х (т)}$ можно записать в следующем виде

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

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

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

с м(т), представляющий исходное сообщение звуковой частоты, C амплитуда несущей и р(т) равно C + м(т). Таким образом, если можно извлечь огибающую AM-сигнала, можно восстановить исходное сообщение.

В случае FM передаваемый ${ Displaystyle х (т)}$ имеет постоянный конверт р(т) = R, и его можно игнорировать. Однако многие FM-приемники в любом случае измеряют огибающую для индикация уровня принимаемого сигнала.

Диодный детектор

Самая простая форма детектора огибающей - это диодный детектор который показан выше. Диодный детектор - это просто диод между входом и выходом схемы, подключенной к резистору и конденсатору параллельно от выхода схемы к земле. Если резистор и конденсатор выбраны правильно, выход этой схемы должен приближаться к версии оригинального (основная полоса ) сигнал. Затем можно применить простой фильтр, чтобы отфильтровать составляющую постоянного тока.

Детектор точности

Детектор конверта также может быть построен с использованием прецизионный выпрямитель питаясь фильтр нижних частот.

Недостатки

Детектор конвертов имеет несколько недостатков:

Вход в детектор должен быть полосовой фильтр вокруг полезного сигнала, иначе детектор будет одновременно демодулировать несколько сигналов. Фильтрация может выполняться с помощью настраиваемого фильтра или, что более практично, супергетеродинный приемник
Он более восприимчив к шуму, чем детектор продукта
Если сигнал чрезмерно модулированный возникнет искажение

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

Демодуляция сигналов

Детектор конверта можно использовать для демодулировать ранее модулированный сигнал 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 основная полоса сигнал.

Аудио

Детектор конверта иногда называют последователь конверта в музыкальный среды. Он до сих пор используется для обнаружения амплитуда вариации входящего сигнала для создания управляющего сигнала, напоминающего эти вариации. Однако в этом случае входной сигнал состоит из звуковых частот.

Детекторы огибающей часто являются компонентами других схем, таких как компрессор или авто-вау или фильтр с отслеживанием конверта. В этих схемах повторитель огибающей является частью того, что известно как "боковая цепь ", схема, описывающая некоторую характеристику входа, в данном случае его объем.

Обе расширители и компрессоры используйте выходное напряжение огибающей для управления усилением усилителя. Auto-wah использует напряжение для управления частота среза фильтра. В управляемый напряжением фильтр из аналоговый синтезатор аналогичная схема.

Современные повторители конвертов могут быть реализованы:

прямо как электронное оборудование,
или как программное обеспечение с использованием цифровой сигнальный процессор (DSP) или
на ЦП общего назначения.

Детектор конверта - Envelope detector

Содержание