Demodulador balanceado [cerrado]

Para aclarar la terminología:

• Un modulador es un circuito que varía algunas propiedades (frecuencia / fase, amplitud o alguna combinación de las mismas) de una señal (la portadora) de acuerdo con otra señal (la banda base).

• Un demodulador invierte la acción del modulador, produciendo la banda base de una portadora modulada. A menudo, un demodulador también requiere la portadora no modulada, que generalmente se genera dentro de un receptor de radio mediante el oscilador local o LO.

• Un mezclador de frecuencia es un bloque de construcción fundamental de moduladores, demoduladores y muchos otros circuitos. Combina dos formas de onda en el producto de las dos, ya que multiplica una señal por otra. Esto es útil, porque tal multiplicación cambiará cada componente de frecuencia en una señal para sumar y diferenciar las frecuencias determinadas por el contenido de frecuencia de la otra señal.

  Por ejemplo, mezclar una portadora de 1 MHz con un tono de 10 kHz producirá una señal ( específicamente AM-DSSC ) que contiene tanto la suma de las frecuencias de las dos entradas (1.01 MHz) como la diferencia (0.99 MHz), pero idealmente no hay componentes originales de 10 kHz o 1 MHz. Esta operación se conoce como conversión ascendente .

  Un mezclador de frecuencia también se puede utilizar como parte de un demodulador. Por ejemplo, la mezcla de una portadora modulada que contiene un tono de 1,01 MHz y un tono de 0,99 MHz con un tono de 1 MHz producirá una salida con dos frecuencias de suma (2,01 MHz y 1,99 MHz) y, como ambas, 1,01 MHz y 0,99 MHz se asignan a la misma frecuencia de diferencia cuando se mezcla con 1 MHz, una única frecuencia de diferencia de 10 kHz. El paso bajo que filtra la salida del mezclador para eliminar los componentes de alta frecuencia producirá la señal de banda base original de 10 kHz. Esta operación se conoce como downconversion .

Dado que tanto los moduladores como los demoduladores son a menudo mezcladores combinados con filtros, y que los moduladores y los demoduladores son en muchos casos circuitos muy similares, los tres términos a menudo se usan de manera indistinta (bastante confusamente). Lo que la gente quiere decir con demodulator balanceado es realmente demodulator que usa un mezclador balanceado o simplemente (simple o doble) mezclador balanceado .

¿Qué es un mezclador equilibrado?

Como se mencionó brevemente más arriba, un mezclador de frecuencia ideal no permite que el contenido de frecuencia encontrado en las dos entradas pase sin alterarse a la salida mixta, solo las frecuencias de suma y diferencia de cada componente de entrada. Sin embargo, puede ser deseable permitir que un contenido de frecuencia significativo de una o ambas entradas pase directamente a la salida, como una compensación de un mejor rendimiento y / o menor costo.

• Un mezclador doble balanceado intenta bloquear el contenido de frecuencia de ambas entradas para que no pasen directamente a la salida, permitiendo solo el canal de frecuencias de suma y diferencia. El clásico modulador de anillo y Gilbert Las celdas son ejemplos de este tipo.

• Un mezclador único equilibrado permite que los componentes de frecuencia de una de las dos entradas pasen directamente a través, pero bloquea el contenido de frecuencia de la otra entrada.

• Un mezclador no balanceado permite que ambos pasen a través, por lo que la salida contiene un nivel significativo de ambas entradas además de los productos de mezcla (y cualquier armónico, etc.)

Las entradas que sangran a través de las salidas en un mezclador no balanceado se deben a que el mezclador agrega efectivamente un offset de CC a las señales de entrada. Balanced se refiere al DC balance , o la falta de una polarización de DC que actúa sobre las entradas, en un mezclador equilibrado.
Por ejemplo, la modulación de amplitud simple se realiza con un solo mezclador equilibrado: la portadora puede oscilar tanto en positivo como en negativo, pero la entrada de banda base está polarizada en CC, de modo que nunca oscila en negativo, por lo que nunca se multiplica la portadora por un valor negativo. Como resultado, la portadora sigue presente en la salida además de las frecuencias de suma y diferencia.

Implementé un demodulador síncrono en silicon. Por qué no? Se utilizó un PLL para rastrear la fase y la frecuencia entrantes. El PLL se ejecutó en la portadora de entrada 4X, asegurando que un JohnsonCounter de 4 fases proporcionó con precisión 0/90/180/270.

Estas fases 0/180 y 90/270 condujeron el (los) mezclador (es) de doble equilibrio estándar de BarryGilbert. Para una excelente recuperación del demodulador equilibrado del operador de AM, solo necesitaba 0/180 fases.

¿Qué es equilibrado? Tanto la inyección de RF como la inyección de LO están equilibradas, y sus salidas (+ y -) son idealmente Sumas y Diferentes. Suma y Diff aparecen tanto en la salida + como en la salida. Puedes elegir cómo combinarlos o ignorar el complemento.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}