Az 1990-es évek talán leg érdekesebb technikai vívmánya a kisméretű, olcsó jelfeldolgozó processzorok (DSP), és az ehhez kapcsolódó DSP algoritmusok elterjedése.
A DSP algoritmusok közül a legtöbbünk számára a szoftveres demodulátor talán a leg misztikusabb téma. Emeljük le a fátylat erről a témáról is, és meglátjuk, hogy nem is oly misztikus, mint első ránézésre tűnt.Analóg környezetben SSB demodulációt kvarckristályos létraszűrőkkel valósítottunk meg, méghozzá úgy, hogy az áteresztő tartománya a vivő és az oldalsáv vége közé essen. Digitális implementációja ennél jóval rafináltabban kerüli meg a problémát: 90 fokos fázisforgatást végez a hangfrekvenciás jelen egy úgynevezett Hilbert transzformáció segítségével. Nézzük meg, hogy is néz ki egy ilyen SSB vevő:
A fenti blokkvázlat működési alapja a következő egyszerű összefüggésen alapul: Ha van egy jelünk, ami picit nagyobb frekvenciájú mint a keverő jel, annak a vektorábrája a keverés után pozitív irányban fog forogni. (lásd: „Bevezetés: a jel” című fejezetet) Ez azt jelenti, hogy ha a jel egy adott időpillanatban a valós, 0 fokos tengelyen van, T/4 időpillanattal később +j irányban lesz a vektora. Ha ezt a jelet megkésleltetem 90 fokkal, akkor ismét visszakaptam a 0 fokos vektorirányt. Amennyiben ezt összegzem, akkor az eredeti jel kétszeresét kapom, különbségképzés esetén meg 0-t.
Ha ugyanezt megvizsgáljuk a keverőjelnél egy picivel kisebb frekvenciájú jelre, észrevehetjük, hogy ott keverés után a jel vektora a 0 fokos állapot után T/4 idővel a -j irányban tartózkodik. Ha ezt megkésleltetjük 90 fokkal, akkor -180 fokot kapunk. Ezt összegezve a másik oldallal 0-t kapunk, kivonva meg az eredeti jel kétszeresét.
Ha ez az SSB elv ilyen jó, akkor miért csak az 1990-es évektől terjedt el? A válasz egyszerű: olyan szűrőt, amely széles sávban (hangfrekvenciás tartomány) állandó 90 fokos jeltolást biztosít, csak digitálisan lehet olcsón előállítani. Ezt a 90 fokos késleltetésű algoritmust nevezik Hilbert transzformátornak. A szoftverekben kétféle Hilbert transzformátorral találkozhatunk: az egyik jelfolyam típusú szűrő, a másik implementációban pedig a Fourier transzformált együtthatóit módosítják.
Továbbá látható az is, hogy vagy egy nagyon alacson frekvenciás KF-et viszünk a digitális átalakítóba (szokásos erre a 12 kHz és környezete), vagy pedig a szaggatott vonal mentén 0 Hz-re kevert I és Q jelet, amit az ábrán látható keverők analóg oldalon történő implementálásával érünk el.
Az SSB adónál a modulátor után szintén kvarckristályos létraszűrővel próbálták eltávolítani a másik oldalsávot az analóg megoldásnál. A digitális forradalom azonban itt is elérhetővé tette számunkra a korszerű, olcsóbban sorozatgyártható megoldást:
A blokkvázlat működési elve az előzőekben ismertetett vevő alapján remélhetőleg érthető. A lényege az, hogy a keverők bemenetére (amelyek lehetnek analóg oldalon is, és közvetlenül az adófrekvenciára kevernek) a 0 fokos vektor után T/4 periódussal 90 fokos vagy -90 fokos vektort állítsunk elő. Ezt azonos irányú vivővel felkeverve a két jel frekvenciaösszegét, különvöző irányú keverésével pedig a két jel különbségét kapjuk, tehát alsó oldalsávot.
AM demodulátort, amit kezdetben kristálydetektoros csúcsegyenirányítással, majd szorzókeverővel végeztek, digitálisan is egyszerűen implementálható.
Azt hiszem, ennek a jó minőségű eljárásnak a legköltségesebb eleme a négyzetgyökvonó. Azonban van még egy költséges elem, amit meg kell említeni: kell egy szűrőblokk, amely folyamatosan követi az AM jel legerősebb spektrumvonalát, a vivőfrekvenciát. Ugyanis ez a megoldás, hasonlóan az analóg szorzókeverős demodulátorhoz, igényli a pontos keverőfrekvenciát. Azonban digitálisan ennek a megoldása sem túl bonyolult: vagy Fourier transzformáció spektrumvonalaival, vagy ami olcsóbb megoldás: 2 keskenysávú szűrővel fogjuk közre a vivőt.
© Krüpl Zsolt, hg2ecz - utolsó módosítás: 2004. feb. 28.