detector de envolvente

Un detector de envolvente es un circuito que extrae la señal moduladora de una onda portadora de amplitud modulada (AM). Elimina las oscilaciones de alta frecuencia y deja la información original de baja frecuencia, típicamente audio. La forma más simple utiliza un diodo y un filtro RC: el diodo rectifica la señal entrante, permitiendo que la corriente fluya en una sola dirección, mientras que el condensador se carga y descarga a la velocidad de la envolvente en lugar de la frecuencia portadora.

El rendimiento de un detector de envolvente depende críticamente de la relación entre la constante de tiempo RC y las frecuencias de la señal involucradas. La constante de tiempo debe ser lo suficientemente lenta para que el condensador siga la envolvente sin caer entre los ciclos de la portadora, pero lo suficientemente rápida para que pueda seguir la señal moduladora sin distorsión. Esto se vuelve problemático a bajas frecuencias de modulación, donde el condensador puede descargarse demasiado lentamente e introducir una ondulación significativa en la salida. Un valor de resistencia en el rango de 10 kiloohmios a 1 megaohmio es típico, combinado con un condensador de 0.01 a 10 microfaradios, dependiendo de las frecuencias de portadora y modulación.

La elección del diodo es importante. Un diodo de germanio, que tiene una caída de tensión directa de alrededor de 0.3 voltios, produce menos distorsión que un diodo de silicio de 0.7 voltios, particularmente cuando se trabaja con señales entrantes débiles. Sin embargo, los diodos de germanio tienen una corriente de fuga inversa más alta y una peor estabilidad de temperatura. Para aplicaciones de precisión, puede ser necesario un tubo de vacío o un detector síncrono más sofisticado para recuperar señales AM débiles o ruidosas con una fidelidad aceptable.

Los detectores de envolvente aparecen en receptores de radio, instrumentos de prueba y sistemas de medición industrial. Una radio AM portátil utiliza uno para extraer audio de las señales de transmisión. En instrumentación, demodulan señales de sensores que utilizan telemetría AM. También se encuentran en detectores de pico y en sistemas que necesitan medir la amplitud de señales moduladas en un solo punto en el tiempo. El término 'envolvente' se refiere al límite exterior trazado por los picos de la onda portadora oscilante a medida que su amplitud cambia con el tiempo.

Los diseños modernos a veces emplean detectores de envolvente activos que utilizan amplificadores operacionales, los cuales proporcionan un mejor rendimiento que los circuitos de diodos pasivos. Estos pueden mantener un control más preciso sobre las tasas de carga y descarga y pueden compensar las no linealidades de los componentes. Sin embargo, el detector de envolvente pasivo sigue siendo común en aplicaciones sensibles al costo y en front-ends de radiofrecuencia donde la simplicidad y el bajo consumo de energía son prioridades.