| banda de paso de modulación |
|---|
| Modulación analógica |
| Modulación digital |
| Modulación jerárquica |
| Espectro ensanchado |
| Ver también |
En radio , un detector es un dispositivo o circuito que extrae información de una corriente o voltaje de radiofrecuencia modulada . El término data de las tres primeras décadas de la radio (1888-1918). A diferencia de las estaciones de radio modernas que transmiten sonido (una señal de audio ) en una onda portadora ininterrumpida , las primeras estaciones de radio transmitían información por radiotelegrafía . El transmisor se encendía y apagaba para producir períodos largos o cortos de ondas de radio, deletreando mensajes de texto en código Morse . Por lo tanto, los primeros receptores de radiosólo tenía que distinguir entre la presencia o ausencia de una señal de radio. El dispositivo que realizaba esta función en el circuito receptor se llamaba detector . [1] Una variedad de diferentes dispositivos detectores, tales como el coherer , detector electrolítico , detector magnético y el detector de cristal , se utilizaron durante la era de la telegrafía sin hilos hasta que sea reemplazado por la tecnología de tubo de vacío.
Después de que comenzó la transmisión de sonido ( modulación de amplitud , AM) alrededor de 1920, el término evolucionó para significar un demodulador (generalmente un tubo de vacío ) que extraía la señal de audio de la onda portadora de radiofrecuencia . Este es su significado actual, aunque los detectores modernos generalmente consisten en diodos semiconductores , transistores o circuitos integrados .
En un receptor superheterodino, el término también se usa a veces para referirse al mezclador , el tubo o transistor que convierte la señal de radiofrecuencia entrante a la frecuencia intermedia . El mezclador se denomina primer detector , mientras que el demodulador que extrae la señal de audio de la frecuencia intermedia se denomina segundo detector .
En la tecnología de microondas y ondas milimétricas, los términos detector y detector de cristal se refieren a componentes de línea de transmisión coaxial o guía de ondas, utilizados para la medición de potencia o ROE , que normalmente incorporan diodos de contacto puntual o diodos Schottky de barrera de superficie.
Detectores de modulación de amplitud [ editar ]
Detector de sobres [ editar ]
Una técnica importante se conoce como detección de envolvente. La forma más simple de detector de envolvente es el detector de diodo que consiste en un diodo conectado entre la entrada y la salida del circuito, con una resistencia y un capacitor en paralelo desde la salida del circuito a la tierra para formar un filtro de paso bajo . Si la resistencia y el condensador se eligen correctamente, la salida de este circuito será una versión de voltaje desplazado casi idéntica de la señal original.
Una forma temprana de detector de envoltura fue el detector de cristal , que se usó en el receptor de radio del equipo de cristal . Una versión posterior que usa un diodo de cristal todavía se usa en los equipos de radio de cristal en la actualidad. La respuesta de frecuencia limitada de los auriculares elimina el componente de RF, lo que hace que el filtro de paso bajo sea innecesario.
Los detectores de envolvente más sofisticados incluyen el detector de fugas de rejilla , el detector de placa , el detector de impedancia infinita , sus equivalentes de transistores y los rectificadores de precisión que utilizan amplificadores operacionales.
Detector de productos [ editar ]
Un detector de producto es un tipo de demodulador utilizado para señales AM y SSB , donde la señal portadora original se elimina multiplicando la señal recibida con una señal en la frecuencia portadora (o cerca de ella). En lugar de convertir la envolvente de la señal en la forma de onda decodificada mediante rectificación como lo haría un detector de envolvente, el detector de producto toma el producto de la señal modulada y un oscilador local , de ahí el nombre. Al heterodinar , la señal recibida se mezcla (en algún tipo de dispositivo no lineal) con una señal del oscilador local, para dar frecuencias de suma y diferencia a las señales que se mezclan, como un primer mezclador.la etapa en un superhet produciría una frecuencia intermedia ; la frecuencia de batido en este caso, la señal de modulación de baja frecuencia se recupera y las altas frecuencias no deseadas se filtran desde la salida del detector de producto. Debido a que las bandas laterales de una señal de amplitud modulada contienen toda la información en la portadora desplazada del centro en función de su frecuencia, un detector de producto simplemente mezcla las bandas laterales en el rango audible para que se pueda escuchar el audio original.
Los circuitos detectores de productos son esencialmente moduladores en anillo o detectores síncronos y están estrechamente relacionados con algunos circuitos detectores sensibles a la fase . Se pueden implementar usando algo tan simple como un anillo de diodos o un solo transistor de efecto de campo de doble puerta para cualquier cosa tan sofisticada como un circuito integrado que contenga una celda Gilbert . Por lo general, los detectores de productos se prefieren a los detectores de envolvente por radioaficionados y oyentes de onda corta, ya que permiten la recepción de señales AM y SSB. También pueden demodular CW transmisiones si el oscilador de frecuencia de batido se sintoniza ligeramente por encima o por debajo de la portadora.
Detectores de frecuencia y modulación de fase [ editar ]
Los detectores AM no pueden demodular Señales FM y PM porque ambas tienen una amplitud constante . Sin embargo, una radio AM puede detectar el sonido de una transmisión de FM por el fenómeno de detección de pendiente que ocurre cuando la radio se sintoniza ligeramente por encima o por debajo de la frecuencia de transmisión nominal. La variación de frecuencia en un lado inclinado de la curva de sintonización de radio da a la señal amplificada una variación de amplitud local correspondiente, a la que el detector de AM es sensible. La detección de pendientes proporciona una distorsión y un rechazo de ruido inferiores en comparación con los siguientes detectores de FM dedicados que se utilizan normalmente.
Detector de fase [ editar ]
Un detector de fase es un dispositivo no lineal cuya salida representa la diferencia de fase entre las dos señales de entrada oscilantes. Tiene dos entradas y una salida: una señal de referencia se aplica a una entrada y la señal modulada en fase o frecuencia se aplica a la otra. La salida es una señal proporcional a la diferencia de fase entre las dos entradas.
En la demodulación de fase, la información está contenida en la cantidad y tasa de cambio de fase en la onda portadora .
El discriminador de Foster-Seeley [ editar ]
El discriminador de Foster-Seeley [2] [3] es un detector de FM ampliamente utilizado. El detector consta de un transformador especial con toma central que alimenta dos diodos en un circuito rectificador de CC de onda completa . Cuando el transformador de entrada está sintonizado a la frecuencia de la señal, la salida del discriminador es cero. Cuando no hay desviación de la portadora, ambas mitades del transformador con derivación central están equilibradas. A medida que la señal de FM oscila en frecuencia por encima y por debajo de la frecuencia de la portadora, el equilibrio entre las dos mitades del secundario con toma central se destruye y hay un voltaje de salida proporcional a la desviación de frecuencia.
Detector de proporciones [ editar ]
El detector de relación [4] [5] [6] [7] es una variante del discriminador de Foster-Seeley, pero un diodo conduce en dirección opuesta y utiliza un devanado terciario en el transformador anterior. La salida en este caso se toma entre la suma de los voltajes del diodo y la toma central. La salida a través de los diodos está conectada a un condensador de gran valor, que elimina el ruido de AM en la salida del detector de relación. El detector de relación tiene la ventaja sobre el discriminador de Foster-Seeley de que no responderá a las señales de AM , ahorrando así potencialmente una etapa de limitación; sin embargo, la salida es solo el 50% de la salida de un discriminador para la misma señal de entrada. El detector de relación tiene un ancho de banda más amplio pero más distorsión que el discriminador de Foster-Seeley.
Detector de cuadratura [ editar ]
En los detectores de cuadratura, la señal de FM recibida se divide en dos señales. Luego, una de las dos señales pasa a través de un capacitor de alta reactancia , que cambia la fase de esa señal en 90 grados. Esta señal de fase desplazada se aplica luego a un circuito LC, que resona en la frecuencia no modulada, "central" o "portadora" de la señal de FM. Si la frecuencia de la señal de FM recibida es igual a la frecuencia central, las dos señales tendrán una diferencia de fase de 90 gradosy se dice que están en "cuadratura de fase", de ahí el nombre de este método. Luego, las dos señales se multiplican juntas en un dispositivo analógico o digital, que sirve como detector de fase; es decir, un dispositivo cuya salida es proporcional a la diferencia de fase entre dos señales. En el caso de una señal FM no modulada, la salida del detector de fase es - después de que se haya filtrado la salida; es decir, promediado en el tiempo - constante; es decir, cero. Sin embargo, si la señal de FM recibida ha sido modulada, entonces su frecuencia variará de la frecuencia central. En este caso, el circuito LC resonante cambiará aún más la fase de la señal del condensador, de modo que el desplazamiento de fase total de la señal será la suma de los 90 grados impuestos por el condensador y el cambio de fase positivo o negativo impuesto por el Circuito LC. Ahora la salida del detector de fase será diferente de cero, y de esta manera, se recupera la señal original que se utilizó para modular la portadora de FM.
Este proceso de detección también se puede lograr combinando, en una puerta lógica OR exclusivo (XOR), la señal de FM original y una onda cuadrada cuya frecuencia es igual a la frecuencia central de la señal de FM. La puerta XOR produce un pulso de salida cuya duración es igual a la diferencia entre los tiempos en los que la onda cuadrada y la señal de FM recibida pasan por cero voltios. A medida que la frecuencia de la señal de FM varía de su frecuencia central no modulada (que también es la frecuencia de la onda cuadrada), los pulsos de salida de la puerta XOR se vuelven más largos o más cortos. (En esencia, este detector de cuadratura convierte una señal de FM en una señal modulada por ancho de pulso(PWM).) Cuando se filtran estos pulsos, la salida del filtro aumenta a medida que los pulsos se alargan y su salida disminuye a medida que los pulsos se acortan. De esta forma, se recupera la señal original que se utilizó para modular la portadora de FM.
Otros detectores de FM [ editar ]
Los tipos de detectores menos comunes, especializados u obsoletos incluyen: [8]
- Travis [9] o discriminador de circuito sintonizado doble que utiliza dos circuitos sintonizados que no interactúan por encima y por debajo de la frecuencia central nominal
- Discriminador de Weiss que utiliza un solo circuito LC sintonizado o cristal
- Discriminador de conteo de pulsos que convierte la frecuencia en un tren de pulsos de amplitud constante, produciendo un voltaje directamente proporcional a la frecuencia.
Detector de bucle de bloqueo de fase [ editar ]
El detector de bucle de bloqueo de fase no requiere una red LC selectiva en frecuencia para realizar la demodulación. En este sistema, un oscilador controlado por voltaje (VCO) está bloqueado en fase por un bucle de retroalimentación , lo que obliga al VCO a seguir las variaciones de frecuencia de la señal de FM entrante. El voltaje de error de baja frecuencia que obliga a la frecuencia del VCO a rastrear la frecuencia de la señal de FM modulada es la salida de audio demodulada. El detector de bucle de bloqueo de fase no debe confundirse con el sintetizador de frecuencia de bucle de bloqueo de fase, que a menudo se utiliza en radios AM y FM con sintonización digital para generar la frecuencia del oscilador local .
Ver también [ editar ]
- Detector de bigotes de gato
- Lógico
- Sintonizador (radio)
- Detector electrolítico
- Discriminador de Foster-Seeley
- Detector de fugas de red
- Barril de alambre caliente
- Detector magnetico
- Detector de placas
- Demodulación
- Tikker
- Detector de Wunderlich
Referencias [ editar ]
- ^ JA Fleming, Los principios de la telegrafía y telefonía de ondas eléctricas , Londres: Longmans, Green & Co., 1919, p. 364
- ^ US 2121103 , Seeley, Stuart W. , "Circuitos de respuesta de variación de frecuencia", publicado el 21 de junio de 1938
- ^ Foster, DE; Seeley, SW (marzo de 1937), "Sintonización automática, circuitos simplificados y práctica de diseño", Actas del Instituto de ingenieros de radio , 25 (3): 289–313, doi : 10.1109 / jrproc.1937.228940, parte 1.
- ^ US 2497840 , Seeley, Stuart William , "Detector de modulación de ángulo", publicado el 14 de febrero de 1950
- ↑ US 2561089 , Anderson, Earl I., emitido el 17 de julio de 1951
- ^ Informe LB-645: "Detectores de relación para receptores de FM" (15 de septiembre de 1945) emitido por Radio Corporation of America, División de servicios industriales de laboratorios RCA, 711 Fifth Avenue, NY, NY Reimpreso en Radio , páginas 18-20 (octubre de 1945) ).
- ^ Seeley, Stuart W .; Avins, Jack (junio de 1947), "The ratio detector", RCA Review , 8 (2): 201–236
- ^ DS Evans y GR Jessup, Manual de VHF-UHF (tercera edición) , Sociedad de Radio de Gran Bretaña, Londres, 1976 páginas 4-48 a 4-51
- ^ Charles Travis, "Sistema de control de frecuencia de oscilador automático" Patente estadounidense: 2.294.100 (presentada: 4 de febrero de 1935; publicada: agosto de 1942). Véase también: Charles Travis, "Control automático de frecuencia", Actas del Instituto de Ingenieros de Radio , vol. 23, no. 10, páginas 1125-1141 (octubre de 1935).
Enlaces externos [ editar ]
- Medios relacionados con detectores (radio) en Wikimedia Commons
- Diagramas de bloques simples y descripciones de circuitos clave para transmisores y receptores de FM: [1]
