Кіріспе

Демодуляция – тасымалдаушы толқыннан бастапқы ақпаратты таситын сигналды бөліп алу процесі. Демодуляция – тасымалдаушы толқыннан бастапқы ақпаратты таситын сигналды алу болып табылады. Демодулятор – модульденген тасымалдаушы толқыннан ақпаратты қалпына келтіруге арналған электрондық схема (немесе бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы анықталатын радиодағы компьютерлік бағдарлама). Модуляцияның көптеген түрлері болғандықтан, демодуляторлардың да көптеген түрлері бар. Демодулятордан шығатын сигнал дыбысты (аналогтық аудио сигнал), бейнелерді (аналогтық бейне сигнал) немесе бинарлық деректерді (цифрлық сигнал) көрсете алады. Бұл терминдер көбінесе радио қабылдағыштармен байланысты қолданылады, бірақ көптеген басқа жүйелер де демодуляторлардың түрлі-түрлерін пайдаланады. Мысалы, «модулятор/демодулятор» терминдерінің қысқартылған түрі – модемде, телефон желісі, коаксиалды кабель немесе оптикалық талшық арқылы тасымалдау үшін тасымалдаушы сигналдан сериялық цифрлық деректер ағынын алу үшін демодулятор қолданылады.

Тарих

Демодуляция алғаш рет радио қабылдағыштарда қолданылды. Радионың алғашқы 3 онжылдығында (1884–1914) қолданылған сымсыз телеграф радио жүйелерінде хабар таратушы аудио (дыбыс) жібермей, ақпаратты Морзе кодімен жазылған мәтіндік хабарламаларды білдіретін радио толқындардың импульстері түрінде таратты. Сондықтан қабылдағыш радиосигналдың болуын немесе болмауын анықтап, «щық» деген дыбыс шығаратын еді. Мұны істейтін құрылғы детектор деп аталды. Алғашқы детекторлар когерлер болды, олар қарапайым құрылғылар ретінде қызмет етті. «Детектор» термині басқа типтегі демодуляторлар үшін де қолданылды және қазірге дейін радио қабылдағыштағы демодуляторды атау үшін қолданылып келеді. Радио толқындары арқылы дыбысты тарату үшін қолданылған алғашқы модуляция түрі – амплитудалық модуляция (AM) болды, оны 1900 жылы Реджинальд Фессенден ойлап тапты. АМ радио сигналын тасымалдаушының бір жағын жою үшін түзету арқылы, содан кейін радиожиілік компонентін жою үшін сүзгілеу арқылы демодуляциялауға болады, нәтижесінде тек модуляциялық аудио компоненті қалады. Бұл жеткілікті ұзақ уақыт константасы бар максимумды анықтауға тең. Қайта қалпына келтірілген аудио жиілігінің амплитудасы модуляциялық аудио сигналына сәйкес өзгереді, сондықтан ол құлаққап немесе аудио күшейткішті қосуға мүмкіндік береді. Фессенден 1904 жылы алғашқы АМ демодуляторын – электролиттік детекторды ойлап тапты, ол сұйылтылған қышқылға батырылған қысқа инеден тұрады. Сол жылы Джон Амброз Флеминг Флеминг клапанын немесе термодиодты ойлап тапты, ол АМ сигналын түзетуге қабілетті еді.

Техникалар

Негізгі жолақты сигналдың амплитудасы, жиілігі немесе фазасы сияқты параметрлері тасымалдаушы сигналда қалай берілетініне байланысты демодуляцияның бірнеше тәсілі бар. Мысалы, AM (амплитудалық модуляция) сияқты сызықтық модуляциямен модуляцияланған сигнал үшін синхронды детектор қолдануға болады. Ал, бұрыштық модуляциямен модуляцияланған сигнал үшін FM (жиілік модуляциясы) демодуляторы немесе PM (фазалық модуляция) демодуляторы қолданылуы керек. Бұл функцияларды әртүрлі схемалар орындайды. Тасымалдаушыны қалпына келтіру, сағатты қалпына келтіру, бит сыныптары, кадрды синхрондау, рейк қабылдағышы, импульстік қысу, қабылданған сигнал күшінің көрсеткіші, қателерді анықтау және түзету сияқты көптеген техникалар демодуляторлармен ғана орындалады, бірақ нақты демодулятор осы техникалардың кейбіреуін немесе ешқайсысын да орындамауы мүмкін. Радиотолқындарды сызықтық емес түрде өткізетін кез келген нәрсе демодулятор ретінде жұмыс істей алады.

АМ радиосы

АМ сигналы ақпаратты тасымалдаушы толқынға жіберілетін аналогтық сигналмен тікелей үйлесімде амплитудасын өзгерту арқылы кодтайды. АМ сигналдарын демодуляциялау үшін екі әдіс қолданылады:

Конверт детектор – когерентті демодуляторды қажет етпейтін өте қарапайым демодуляциялау әдісі. Ол конверт детектордан, ол түзетуші (тоқ тек бір бағытта өтетін құрылғы) немесе алынған сигналдың бір жағын екіншісінен күшейтуге мүмкіндік беретін басқа сызықтық емес компоненттен және төмен өткізгіш сүзгіден тұрады. Түзетуші бір диодтан немесе одан да күрделі схемадан болуы мүмкін. Көптеген табиғи заттар осы түзету қасиетін көрсетеді, сондықтан бұл радиода қолданылған ең алғашқы модуляция және демодуляция техникасы болды. Сүзгі әдетте RC төмен өткізгіш типі болады, бірақ сүзгі функциясы кейде түзетушіден кейінгі тізбектің шектеулі жиілік диапазонына сүйене отырып жүзеге асырылады. Кристаллдық қабылдағыш АМ модуляциясының қарапайымдығын пайдаланып, өте аз бөліктерден тұратын қабылдағыш құрады, кристалды түзетуші ретінде, ал құлаққаптардың шектеулі жиілік жауабын сүзгі ретінде пайдаланады. Көбейту детектор кіріс сигналын кіріс сигнал тасымалдағышымен бірдей жиілік және фазаға ие жергілікті осциллятор сигналына көбейтеді. Сүзгіден өткен соң бастапқы аудио сигнал пайда болады. SSB – бұл тасымалдағыш азайтылған немесе толығымен жойылған АМ түрі, бұл когерентті демодуляцияны талап етеді. Толық ақпарат алу үшін, қосымша қараңыз.

QAM

QAM демодуляциясы когерентті қабылдағышты талап етеді.