La demodulación consiste en extraer la señal portadora de información original de una onda portadora . Un demodulador es un circuito electrónico (o programa de computadora en una radio definida por software ) que se utiliza para recuperar el contenido de información de la onda portadora modulada. [1] Hay muchos tipos de modulación, por lo que existen muchos tipos de demoduladores. La salida de señal de un demodulador puede representar sonido (una señal de audio analógica ), imágenes (una señal de video analógica ) o datos binarios (una señal digital ).
Estos términos se utilizan tradicionalmente en relación con los receptores de radio , pero muchos otros sistemas utilizan muchos tipos de demoduladores. Por ejemplo, en un módem , que es una contracción de los términos modulador / demodulador, se usa un demodulador para extraer un flujo de datos digitales en serie de una señal portadora que se usa para transportarlo a través de una línea telefónica , cable coaxial o fibra óptica. .
Historia
La demodulación se utilizó por primera vez en receptores de radio . En los sistemas de radio de telegrafía inalámbrica utilizados durante las primeras 3 décadas de la radio (1884-1914), el transmisor no comunicaba audio (sonido) sino que transmitía información en forma de pulsos de ondas de radio que representaban mensajes de texto en código Morse . Por lo tanto, el receptor simplemente tenía que detectar la presencia o ausencia de la señal de radio y producir un sonido de clic. El dispositivo que hizo esto se llamó detector . Los primeros detectores fueron coheredores , dispositivos simples que actuaban como conmutadores. El término detector atascado se utilizó para otros tipos de demoduladores y sigue utilizándose hasta el día de hoy para un demodulador en un receptor de radio.
El primer tipo de modulación utilizado para transmitir sonido a través de ondas de radio fue la modulación de amplitud (AM), inventada por Reginald Fessenden alrededor de 1900. Una señal de radio AM se puede demodular rectificándola para eliminar un lado de la portadora y luego filtrando para eliminar el componente de radiofrecuencia, dejando solo el componente de audio modulante. Esto es equivalente a la detección de picos con una constante de tiempo suficientemente larga. La amplitud de la frecuencia de audio recuperada varía con la señal de audio de modulación, por lo que puede controlar un auricular o un amplificador de audio. Fessendon inventó el primer demodulador AM en 1904 llamado detector electrolítico , que consiste en una aguja corta que se sumerge en una taza de ácido diluido. El mismo año, John Ambrose Fleming inventó la válvula Fleming o el diodo termoiónico que también podía rectificar una señal de AM.
Técnicas
Hay varias formas de demodulación dependiendo de cómo se transmitan en la señal portadora los parámetros de la señal de banda base, como amplitud, frecuencia o fase. Por ejemplo, para una señal modulada con una modulación lineal como AM ( modulación de amplitud ), podemos usar un detector síncrono . Por otro lado, para una señal modulada con una modulación angular, debemos utilizar un demodulador FM ( modulación de frecuencia ) o un demodulador PM ( modulación de fase ). Diferentes tipos de circuitos realizan estas funciones.
Muchas técnicas, como recuperación de portadora , recuperación de reloj , deslizamiento de bits , sincronización de tramas , receptor de rastrillo , compresión de pulsos , indicación de intensidad de señal recibida , detección y corrección de errores , etc., solo se realizan mediante demoduladores, aunque cualquier demodulador específico puede realizar solo algunas o ninguna de estas técnicas.
Muchas cosas pueden actuar como demoduladores, si transmiten las ondas de radio de forma no lineal . [2]
Radio AM
Una señal AM codifica la información en la onda portadora variando su amplitud en simpatía directa con la señal analógica que se va a enviar. Hay dos métodos que se utilizan para demodular señales AM :
- El detector de envolvente es un método de demodulación muy simple que no requiere un demodulador coherente . Consiste en un detector de envolvente que puede ser un rectificador (cualquier cosa que pase corriente en una sola dirección) u otro componente no lineal que mejore una mitad de la señal recibida sobre la otra y un filtro de paso bajo. El rectificador puede tener la forma de un solo diodo o puede ser más complejo . Muchas sustancias naturales exhiben este comportamiento de rectificación, por lo que fue la primera técnica de modulación y demodulación utilizada en radio. El filtro suele ser del tipo de paso bajo RC , pero la función del filtro a veces se puede lograr confiando en la respuesta de frecuencia limitada de los circuitos que siguen al rectificador. El conjunto de cristal explota la simplicidad de la modulación AM para producir un receptor con muy pocas partes, utilizando el cristal como rectificador y la respuesta de frecuencia limitada de los auriculares como filtro.
- El detector de producto multiplica la señal entrante por la señal de un oscilador local con la misma frecuencia y fase que la portadora de la señal entrante. Después del filtrado, se obtendrá la señal de audio original.
SSB es una forma de AM en la que la portadora se reduce o se suprime por completo , lo que requiere una demodulación coherente. Para obtener más información, consulte la banda lateral .
Radio FM
La modulación de frecuencia (FM) tiene numerosas ventajas sobre AM, como una mejor fidelidad e inmunidad al ruido. Sin embargo, es mucho más complejo modular y demodular una onda portadora con FM, y AM la precede en varias décadas.
Hay varios tipos comunes de demoduladores de FM:
- El detector de cuadratura , cuya fase desplaza la señal en 90 grados y la multiplica con la versión no desplazada. Uno de los términos que se desprende de esta operación es la señal de información original, que se selecciona y amplifica.
- La señal se alimenta a un PLL y la señal de error se utiliza como señal demodulada.
- El más común es un discriminador de Foster-Seeley . Este está compuesto por un filtro electrónico que disminuye la amplitud de algunas frecuencias en relación con otras, seguido de un demodulador AM. Si la respuesta del filtro cambia linealmente con la frecuencia, la salida analógica final será proporcional a la frecuencia de entrada, según se desee.
- Una variante del discriminador de Foster-Seeley llamada detector de relación [3]
- Otro método utiliza dos demoduladores de AM, uno sintonizado en el extremo superior de la banda y el otro en el extremo inferior, y alimentan las salidas a un amplificador diferencial. [ cita requerida ]
- Usando un procesador de señal digital , como se usa en radio definida por software .
PM
QAM
La demodulación QAM requiere un receptor coherente.
Ver también
- Teoría de la detección
- Detector (radio)
- Demodulador de fax
Referencias
- ^ "Demodulador - Definiciones de Dictionary.com" . dictionary.reference.com . Consultado el 16 de mayo de 2008 .
- ^ Ghostly voices , New Scientist, 2 de octubre de 1999 , consultado el 25 de abril de 2017
- ^ "El detector de proporciones"
enlaces externos
- Capítulo de demodulación sobre todo sobre los circuitos