
模擬通訊 - AM 解調器
從已調波中提取原始訊息訊號的過程稱為檢波或解調。用於解調已調波的電路稱為解調器。以下解調器(檢波器)用於解調 AM 波。
- 平方律解調器
- 包絡檢波器
平方律解調器
平方律解調器用於解調低電平 AM 波。以下是平方律解調器的框圖。

該解調器包含一個平方律器件和一個低通濾波器。AM 波 $V_1\left ( t \right )$ 作為輸入應用於該解調器。
AM 波的標準形式為
$$V_1\left ( t \right )=A_c\left [ 1+k_am\left ( t \right ) \right ] \cos\left ( 2 \pi f_ct \right )$$
我們知道平方律器件的輸入和輸出之間的數學關係為
$V_2\left ( t \right )=k_1V_1\left ( t \right )+k_2V_1^2\left ( t \right )$(公式 1)
其中,
$V_1\left ( t \right )$ 是平方律器件的輸入,它就是 AM 波
$V_2\left ( t \right )$ 是平方律器件的輸出
$k_1$ 和 $k_2$ 是常數
將 $V_1\left ( t \right )$ 代入公式 1
$$V_2\left ( t \right )=k_1\left ( A_c\left [ 1+k_am\left ( t \right ) \right ] \cos\left ( 2 \pi f_ct \right )\right )+k_2\left ( A_c\left [ 1+k_am\left ( t \right ) \right ] \cos\left ( 2 \pi f_ct \right )\right )^2$$
$\Rightarrow V_2\left ( t \right )=k_1A_c \cos \left ( 2 \pi f_ct \right )+k_1A_ck_am\left ( t \right ) \cos \left ( 2 \pi f_ct \right )+$
$k_2{A_{c}}^{2}\left [ 1+{K_{a}}^{2}m^2\left ( t \right )+2k_am\left ( t \right ) \right ]\left ( \frac{1+ \cos\left ( 4 \pi f_ct \right )}{2} \right )$
$\Rightarrow V_2\left ( t \right )=k_1A_c \cos \left ( 2 \pi f_ct \right )+k_1A_ck_am\left ( t \right ) \cos \left ( 2 \pi f_ct \right)+\frac{K_2{A_{c}}^{2}}{2}+$
$\frac{K_2{A_{c}}^{2}}{2} \cos \left ( 4 \pi f_ct \right )+\frac{k_2 {A_{c}}^{2}{k_{a}}^{2}m^2\left ( t \right )}{2}+\frac{k_2 {A_{c}}^{2}{k_{a}}^{2}m^2\left ( t \right )}{2} \cos\left ( 4 \pi f_ct \right )+$
$k_2{A_{c}}^{2}k_am\left ( t \right )+k_2{A_{c}}^{2}k_am\left ( t \right )\cos \left ( 4 \pi f_ct \right )$
在上述公式中,項 $k_2{A_{c}}^{2}k_am\left ( t \right )$ 是訊息訊號的縮放版本。可以透過將上述訊號透過低通濾波器來提取它,並且可以使用耦合電容消除直流分量 $\frac{k_2{A_{c}}^{2}}{2}$。
包絡檢波器
包絡檢波器用於檢測(解調)高電平 AM 波。以下是包絡檢波器的框圖。

該包絡檢波器由一個二極體和一個低通濾波器組成。這裡,二極體是主要的檢測元件。因此,包絡檢波器也稱為二極體檢波器。低通濾波器包含電阻和電容器的並聯組合。
AM 波 $s\left ( t \right )$ 作為輸入應用於該檢波器。
我們知道 AM 波的標準形式為
$$s\left ( t \right )=A_c\left [ 1+k_am\left ( t \right ) \right ] \cos\left ( 2 \pi f_ct \right )$$
在 AM 波的正半週期,二極體導通,電容器充電到 AM 波的峰值。當 AM 波的值小於該值時,二極體將反向偏置。因此,電容器將透過電阻R放電,直到 AM 波的下一個正半週期。當 AM 波的值大於電容器電壓時,二極體導通,該過程將重複。
我們應該選擇元件值,以便電容器快速充電並緩慢放電。結果,我們將獲得與 AM 波的包絡相同的電容器電壓波形,這幾乎與調製訊號相似。