Детектор продукта - Product detector

А детектор продукта это тип демодулятор используется для ЯВЛЯЮСЬ и SSB сигналы. Вместо того, чтобы преобразовывать огибающую сигнала в декодированную форму волны, как детектор конверта, детектор продукта принимает произведение модулированного сигнала и гетеродин, отсюда и название. Детектор продукта - это частотный смеситель.

Детекторы продуктов могут быть разработаны для приема либо ЕСЛИ или же РФ частотные входы. Детектор продукта, который принимает сигнал ПЧ, будет использоваться в качестве блока демодулятора в супергетеродинный приемник, а детектор, предназначенный для ВЧ, может быть объединен с ВЧ усилителем и фильтром нижних частот в приемник прямого преобразования.

Простой детектор продукта

Самая простая форма детектора продукта смешивает (или гетеродинно) сигнал RF или IF с локально производной несущей (осциллятор частоты биений, или BFO) для создания копии звуковой частоты исходного аудиосигнала и продукта микшера с удвоенным исходным RF или частота ПЧ. Затем этот высокочастотный компонент можно отфильтровать, оставив исходный сигнал звуковой частоты.

Математическая модель простого детектора продукта

Если м(т) является исходным сообщением, можно показать, что сигнал AM

${\displaystyle \,x(t)=(C+m(t))\cos(\omega t).}$

Умножение сигнала AM Икс(т) осциллятором на той же частоте и в фазе с несущей дает

${\displaystyle \,y(t)=(C+m(t))\cos(\omega t)\cos(\omega t),}$

который можно переписать как

${\displaystyle \,y(t)=(C+m(t))\left({\tfrac {1}{2}}+{\tfrac {1}{2}}\cos(2\omega t)\right).}$

После фильтрации высокочастотной составляющей на основе cos (2ωт) и постоянная составляющая C, исходное сообщение будет восстановлено.

Недостатки простого детектора продукта

Хотя этот простой детектор работает, у него есть два основных недостатка:

• Частота гетеродина должна быть такой же, как частота несущей, в противном случае выходное сообщение будет постепенно появляться и исчезать в случае AM, или будет сдвигаться по частоте в случае SSB.
• Как только частота согласована, должна быть получена фаза несущей, иначе демодулированное сообщение будет ослаблено, а шум не будет.

Частоту несущей AM можно точно определить с помощью ФАПЧ, но для SSB единственным решением является создание высокостабильного генератора.

Другой пример

Есть много других видов детекторов продуктов, которые можно использовать, если у вас есть доступ к цифровая обработка сигналов оборудование. Например, можно умножить входящий сигнал на несущую, умножив на квадрат другой несущей, сдвинутой по фазе на 90 ° с ней. Это создаст копию исходного сообщения и другой сигнал AM на четвертой гармонике с помощью тригонометрическая идентичность

${\displaystyle \sin ^{2}\theta \cos ^{2}\theta ={\frac {1-\cos 4\theta }{8}}}$

Высокочастотная составляющая снова может быть отфильтрована, оставив исходный сигнал.

Математическая модель детектора

Если м(т) является исходным сообщением, можно показать, что сигнал AM

${\displaystyle \,x(t)=(C+m(t))\cos(\omega t).}$

Умножение сигнала AM на новый набор частот дает

${\displaystyle \,y(t)=(C+m(t))\sin ^{2}(\omega t)\cos ^{2}(\omega t)}$

${\displaystyle =(C+m(t)){\frac {1-\cos 4\omega t}{8}}}$

${\displaystyle ={\frac {(C+m(t))}{8}}-{\frac {(C+m(t))\cos 4\omega t}{8}}.}$

После фильтрации компонента на основе cos (4ωт) и компонент DC C, исходное сообщение будет восстановлено.

Более совершенный детектор продукта

Более сложный детектор продукта может быть построен так же, как модулятор с одной боковой полосой. Создаются две копии модулированных входных сигналов. Первый экземпляр смешан с гетеродином и фильтр нижних частот. Вторая копия микшируется с копией осциллятора, сдвинутой по фазе на 90 °, и выходной сигнал этого микшера также сдвигается по фазе на 90 ° и затем фильтруется нижними частотами. Затем эти копии объединяются для создания исходного сообщения. Эта операция аналогична операции, выполняемой двухфазным синхронный усилитель.Пример: I-Q демодулятор.

Преимущества и недостатки

Демодулятор продукта имеет некоторые преимущества перед детектором огибающей для приема AM-сигнала.

• Демодулятор продукта может декодировать чрезмерно модулированный AM и AM с подавленной несущей.
• Сигнал, демодулированный детектором продукта, будет иметь более высокую соотношение сигнал шум чем тот же сигнал, демодулированный детектором огибающей.

С другой стороны, детектор огибающей - это простая и относительно недорогая схема, которая может обеспечить более высокую точность воспроизведения, поскольку нет возможности ошибочной настройки гетеродина.

Детектор продукта (или эквивалент) необходим для демодуляции сигналов SSB.