تکنیک های دمدولاسیون دامنه (آشکارساز دیودی)

تکنیک های دمدولاسیون دامنه (آشکارساز دیودی):

آشکارساز دیودی AM، در واقع یک آشکارساز پوش محسوب می شود. در تصویر زیر نمایی از یک رادیو ترانزیستوری که از آشکارساز پوش دیودی استفاده می کند را می توان مشاهده کرد.

همان طور که از نام این آشکارساز مشخص است، مدار از یک دیود (یا سایر المان های غیرخطی) تشکیل شده است. در واقع این مدار دو المان اساسی دارد.

دیود یا یکسوساز:
دیود در این مدار به این منظور مورد استفاده قرار می گیرد تا نصفی از سیگنال دریافتی را بر نصف دیگر آن ترجیح دهد یا انتخاب کند.

فیلتر پایین گذر:
استفاده از فیلتر پایین گذر در این مدار برای حذف المان های فرکانس بالا موجود در سیگنال، پس از شناسایی و دمدولاسیون، ضروری است.

این فیلتر گاهی از یک شبکه RC تشکیل می شود، اما در برخی موارد می توان به سادگی از پاسخ فرکانسی محدود شده مدار پس از یکسوسازی استفاده کرد. در شکل زیر نمایی از مدار یک آشکارساز پوش دیودی در یک گیرنده رادیویی AM را مشاهده کنید.

فرایند آشکارساز دیود AM:
خروجی آشکارساز دیود AM (در یکسوسازی سیگنال RF) برابر با پوش یک نیمه از سیگنال است. به همین دلیل است که به این مدار آشکارساز پوش می گویند. سیگنال RF مدوله شده دامنه، مانند شکل زیر از ولتاژهای مثبت و منفی تشکیل شده است.

آشکارساز پوش دیودی، موج ورودی را یکسوسازی می کند و فقط نیمه مثبت یا منفی پالس ورودی را باقی می گذارد. سپس المان های فرکانس بالای این خروجی توسط فیلتر پایین گذر حذف می شوند.

معمولا این فیلتر پایین گذر از یک خازن تشکیل می شود که به صورت موثری قادر است جای المان های فرکانس بالا را پر کند و در نهایت سیگنالی تولید می شود که یک ترانسدیوسر (Transducer) مانند هدفون یا بلندگو می تواند به آن پاسخ دهد و آن را به سیگنال صوتی تبدیل کند.

تطبیق امپدانس:
در آشکارسازهای پوش دیودی که در مدارات مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، غالبا لازم است که با امپدانس 50 اهم تطبیق داشته باشند. مدار متشکل از دیود، مقاومت بار و خازن صاف کننده نمی تواند تطبیق امپدانس خوبی را با 50 اهم فراهم کند.

اگر دیود آشکارساز در حالت روشن خود قرار داشته باشد، مدار احتمالا دارای امپدانس کمتر از 50 اهم خواهد بود. برای غلبه بر این مشکل، معمولا از یک ترانسفورمر امپدانس برای تنظیم استفاده می شود.

مزایا و معایب آشکارساز پوش دیودی:
سال ها از مدارات آشکارساز دیودی برای دمدولاسیون دامنه یا AM استفاده می شود. مزایای این مدارات به صورت خلاصه عبارتند از:

قیمت پایین:
برای ساخت این مدارات فقط به تعدادی المان پایه با قیمت بسیار پایین احتیاج است. به همین دلیل، این مدارات برای کاربرد در رادیوهای ترانزیستوری ساده با استفاده از قطعات گسسته بسیار ایده آل هستند.

سادگی:
مدار آشکارساز دیوید از تعداد کمی قطعه ساخته شده است، بنابراین پیاده سازی آن بسیار آسان است. این مدار عملکرد قابل قبولی دارد و به تنظیمات خاصی احتیاج ندارد.

معایب اصلی آشکارسازهای دیویدی عبارتند از:

اعوجاج:
به دلیل این که دیود دارای مشخصه غیرخطی است، باعث ایجاد اعوجاج در سیگنال صوتی آشکارشده می شود.

محوشدگی گزینشی (Selective Fading):
یکی از مشکلاتی موجود در باند امواج متوسط و کوتاه، که انتقال AM در آن قرار گرفته است، محوشدگی گزینشی است.

آشکارساز پوش دیود، قادر نیست که مانند برخی دیگر از روش های آشکارسازی با این اثر مقابله کند و به همین دلیل هنگام رخ دادن اثر محوشدگی گزینشی، اعوجاج هم در سیگنال اتفاق می افتد.

حساسیت:
آشکارسازهای دیودی به اندازه سایر مدارات آشکارساز، حساسیت بالایی ندارند. اگر از دیودهای سیلیکونی استفاده شود، مدارات آشکارساز به ولتاژ روشنایی در حدود 0٫6 ولت نیاز خواهند داشت.

در نتیجه از دیودهای ژرمانیوم و یا شاتکی (Schottky) در این مدارات استفاده می شود که به ولتاژ پایین تری، در حدود 0٫2 تا 0٫3 ولت برای روشنایی احتیاج دارند. حتی با وجود استفاده از دیودهای شاتکی، باز هم مدارات آشکارساز پوش دیودی حساسیت پایینی دارند.

آشکارساز دامنه دیودی AM سال های زیادی است که مورد استفاده قرار می گیرد.

البته با وجود اینکه امروزه از مدولاسیون دامنه بسیار کمتر استفاده می شود و سایر انواع دمدولاتورهای AM را می توان به سادگی توسط مدارات مجتمع ایجاد کرد، اما باز هم این آشکارساز دارای کاربردهای خاص خود است.