Квадратурный АМ детектор
Перенес сюда из http://pro-radio.ru/start/2702/
AR®: Как раз из книжки ув. тов. Полякова "Радиолюбителям о технике прямого преобразования" я понял, что приемник с квадратурными каналами - асинхронный.
Строго говоря, квадратурная обработка радиосигнала - понятие широкое и может применяться во многих случаях, в том числе и для асинхронной обработки.
AR®: Выходные напряжения перемножителей возводятся в квадрат, складываются, из суммы извлекается квадратный корень (так вроде в книге).
Плохо, что у меня нет данной книги под рукой, и я не могу вам ответить конкретно, но суть постараюсь изложить по памяти.
Ведь как работает обычный АМ детектор? АМ сигнал подается на нелинейный элемент. Рассмотрим его работу не во временной области, а в частотной. Для простоты математических выкладок можно взять любую нелинейность, например возведение в квадрат (входной сигнал перемножается сам на себя). В результате такой операции получим арифметическую сумму нескольких продуктов: колебание с модулирующей частотой, колебания с несущей (промежуточной) частотой, колебание с удвоенной несущей (промежуточной). Вследствии того, что несущая частота значительно выше модулирующей, после простейшей фильтрации в последетекторном ФНЧ все частотные продукты, кроме модулирующей частоты простейшим образом отфильтровываются.
А теперь представим, что в нашем приемнике мы выбрали частоту гетеродина, близкую к частоте принимаемой несущей, причем настолько близкую, что промежуточная частота попала в область спектра модулирующих частот. Что будет, если мы такой сигнал подадим на обычный АМ детектор? Мы не сможем на его выходе отфильтровать нашу супернизкую ПЧ, поэтому в динамике наш полезный сигнал будет слышен на фоне этой низкой слышимой ПЧ. Мы будем слышать либо свист, если ПЧ получится в районе 1-2 КГц, либо "соловьиную трель", если ПЧ будет составлять единицы или десятки герц.
Как продетектировать такой сигнал? Ясно, что с помощью обычного АМ детектора ничего не получается. Вот тут-то и приходит на помощь квадратурная обработка. В двух квадратурных каналах (смесителях) мы будем иметь один и тот же сигнал, с той лишь разницей, что наша супернизкая ПЧ будет сдвинута по фазе, относительно друг друга на 90 градусов. Или, вспоминая тригонометрию, будем иметь в одном канале - синус омега ПЧ на t, в другом - косинус омега ПЧ на t. Возведя оба сигнала в квадрат и сложив их, увидим, что в выходном сигнале будет отсутствовать составляющая с частотой ПЧ. Простая арифметика: квадрат синуса + квадрат косинуса = 1. Т. е. в выходном сигнале будет отсутствовать сигнал с частотой ПЧ и фильтровать его по выходу не придется.
В этом суть работы ("на пальцах").
Никаких особых преимуществ, по сравнению с обычным приемником АМ, такой приемник не дает, кроме возможности работы с низкой ПЧ (проще усиливать и фильтровать). И в отличии от синхронного приемника, он будет обладать пороговыми свойствами со всеми вытекающими... Ведь по сути операция детектирования осуществляется нелинейным элементом (возведение в квадрат).
AR®: как "схемотехнически" извлечь квадратный корень из сигнала
Аналоговым способом - это "квадратор" (схема возведения в квадрат) в цепи ООС операционника.
Схема возведения в квадрат - перемножитель с объединенными входами.
Ну, это один из вариантов...
В двух квадратурных каналах (смесителях) мы будем иметь один и тот же сигнал, с той лишь разницей, что наша супернизкая ПЧ будет сдвинута по фазе, относительно друг друга на 90 градусов.
...
Возведя оба сигнала в квадрат и сложив их, увидим, что в выходном сигнале будет отсутствовать составляющая с частотой ПЧ. Простая арифметика: квадрат синуса + квадрат косинуса = 1.
Согласен.
Но почему точно также не подавятся боковые полосы АМ сигнала, собственно и несущие информацию?
Ведь они после смесителей тоже окажутся в двух каналах в квадратуре?
Вот страницы из книги Полякова про приемник с квадратурными каналами.
√[(A(t)cosωt)² + (A(t)sinωt)²] = √A²(t)(cos²ωt + sin²ωt) = A(t)
A(t) - закон амплитудной модуляции в общем виде.
Если A(t) = AcosΩt, ничего не изменится, фазоврвщатель сдвигает только фазу несущей, но не фазу низкочастотной синусоидальной огибающей. Что же касается боковых полос - здесь чистые арифметические выкладки (тригонометрические). Если все правильно расписать - получите тоже самое.
Верьте, вас не обманывают. 
Но как я уже говорил, такой детектор не обладает какими-либо преимуществами, поэтому заморачиваться с ним на практике, на мой взгляд, не имеет смысла.
фазоврвщатель сдвигает только фазу несущей, но не фазу низкочастотной синусоидальной огибающей.
В итоге вот что непонятно: работоспособна ли предложенная в книге схеме (принцип). То есть когда на два идентичных смесителя подается одинаковый входной сигнал, а напряжения гетеродина - в квадратуре? На выходах этих смесителей будут напряжения "в квадратуре"?
AR®: На выходах этих смесителей будут напряжения "в квадратуре"?
Вот именно, все так и есть.