Демодуляция — это извлечение исходного информационного сигнала из несущей волны . Демодулятор — это электронная схема (или компьютерная программа в программно-определяемом радио ), которая используется для восстановления информационного содержания из модулированной несущей волны. [1] Существует много типов модуляции , поэтому существует много типов демодуляторов. Выходной сигнал демодулятора может представлять собой звук ( аналоговый аудиосигнал ), изображения (аналоговый видеосигнал ) или двоичные данные ( цифровой сигнал ).
Эти термины традиционно используются в связи с радиоприемниками , но многие другие системы используют много видов демодуляторов. Например, в модеме , который является сокращением терминов модулятор /демодулятор, демодулятор используется для извлечения последовательного цифрового потока данных из несущего сигнала , который используется для его передачи по телефонной линии , коаксиальному кабелю или оптоволокну .
Демодуляция впервые была использована в радиоприемниках . В радиосистемах беспроводной телеграфии , использовавшихся в течение первых 3 десятилетий радио (1884–1914), передатчик не передавал аудио (звук), а передавал информацию в виде импульсов радиоволн, которые представляли собой текстовые сообщения в коде Морзе . [ требуется цитата ] Поэтому приемнику нужно было просто обнаружить наличие или отсутствие радиосигнала и издать щелчок. Устройство, которое делало это, называлось детектором . Первыми детекторами были когереры , простые устройства, которые действовали как переключатель. Термин «детектор застрял» использовался для других типов демодуляторов и продолжает использоваться по сей день для демодулятора в радиоприемнике.
Первым типом модуляции, используемым для передачи звука по радиоволнам, была амплитудная модуляция (АМ), изобретенная Реджинальдом Фессенденом около 1900 года. Радиосигнал АМ можно демодулировать, выпрямив его, чтобы удалить одну сторону несущей, а затем отфильтровав, чтобы удалить радиочастотный компонент, оставив только модулирующий звуковой компонент. Это эквивалентно пиковому обнаружению с достаточно большой постоянной времени. Амплитуда восстановленной звуковой частоты меняется в зависимости от модулирующего звукового сигнала, поэтому она может управлять наушником или аудиоусилителем. Фессендон изобрел первый демодулятор АМ в 1904 году, названный электролитическим детектором , состоящий из короткой иглы, опущенной в чашку с разбавленной кислотой. В том же году Джон Амброуз Флеминг изобрел клапан Флеминга или термоионный диод , который также мог выпрямлять сигнал АМ.
Существует несколько способов демодуляции в зависимости от того, как параметры сигнала основной полосы, такие как амплитуда, частота или фаза, передаются в несущем сигнале. Например, для сигнала, модулированного линейной модуляцией, такой как AM ( амплитудная модуляция ), мы можем использовать синхронный детектор . С другой стороны, для сигнала, модулированного угловой модуляцией, мы должны использовать демодулятор FM ( частотная модуляция ) или демодулятор PM ( фазовая модуляция ). Эти функции выполняют различные виды схем.
Многие методы, такие как восстановление несущей , восстановление тактовой частоты , проскальзывание битов , кадровая синхронизация , приемник Rake , сжатие импульсов , индикация уровня принятого сигнала , обнаружение и исправление ошибок и т. д., выполняются только демодуляторами, хотя любой конкретный демодулятор может выполнять только некоторые из этих методов или ни одного из них.
Многие вещи могут действовать как демодуляторы, если они передают радиоволны нелинейно . [2]
Сигнал AM кодирует информацию в несущую волну, изменяя ее амплитуду в прямом соответствии с аналоговым сигналом, который должен быть отправлен. Существует два метода, используемых для демодуляции сигналов AM :
SSB — это форма AM, в которой несущая уменьшается или полностью подавляется , что требует когерентной демодуляции. Для дальнейшего чтения см. боковая полоса .
Частотная модуляция (ЧМ) имеет множество преимуществ перед АМ, таких как лучшая точность и помехоустойчивость. Однако модулировать и демодулировать несущую волну с ЧМ гораздо сложнее, а АМ появилась на несколько десятилетий раньше.
Существует несколько распространенных типов FM-демодуляторов:
Для демодуляции QAM требуется когерентный приемник. Он использует два детектора продукта, локальные опорные сигналы которых отстоят по фазе на четверть цикла: один для синфазной составляющей и один для квадратурной составляющей. Демодулятор настраивает эти детекторы продукта на непрерывный или прерывистый пилотный сигнал.
