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6.3.1 包络检波1、概念、概念输入为输入为AM波时，检波波时，检波器输出带有器输出带有直流电平直流电平的调制信号，其的调制信号，其交流交流部分部分与与AM波的波的包络包络相相似，故称为似，故称为包络检波包络检波。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调上包络上包络下包络下包络负半周负半周正半周正半周下降沿下降沿上升沿上升沿16.3.1 包络检波1、概念输入为AM波时，检波器输出带有直上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页目录目录目录目录帮助帮助2、检波前后的频谱搬移、检波前后的频谱搬移已调波已调波(AM)的频谱的频谱 调制信号的频谱。调制信号的频谱。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调2上一页下一页目录帮助2、检波前后的频谱搬移已调波(AM)的频上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页目录目录目录目录帮助帮助3、检波器的组成部分、检波器的组成部分1 1）前级）前级中放中放的选频负载，即检波器的高频的选频负载，即检波器的高频输入电路；输入电路；2 2）检波用的非线性器件：二极管、三极管；）检波用的非线性器件：二极管、三极管；3 3）低通滤波器：）低通滤波器：RC低通滤波器。低通滤波器。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调3上一页下一页目录帮助3、检波器的组成部分1）前级中放的选频负上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页目录目录目录目录帮助帮助4、检波器的分类、检波器的分类二极管检波器，三极管检波器；二极管检波器，三极管检波器；串联式检波器，并联式检波器；串联式检波器，并联式检波器；大信号检波器，小信号检波器；大信号检波器，小信号检波器；包络检波器，包络检波器，同步检波器；同步检波器；连续波检波器，脉冲波检波器。连续波检波器，脉冲波检波器。本节研究二极管串联式连续大信号包络检波器，本节研究二极管串联式连续大信号包络检波器，一般要求检波器输入信号振幅大于一般要求检波器输入信号振幅大于0.5V0.5V。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调4上一页下一页目录帮助4、检波器的分类二极管检波器，三极管检波目录目录目录目录帮助帮助二、包络检波器的工作原理二、包络检波器的工作原理1.包络检波电路包络检波电路该电路类似于整流电路，该电路类似于整流电路，但条件不同：但条件不同：（可将载波等高频分量完全滤除）（可将载波等高频分量完全滤除）（二极管的导通电阻（二极管的导通电阻Rd可忽略）可忽略）（C对对 视为开路，调制信号被保视为开路，调制信号被保留）留）（,充电快，放充电快，放电慢）电慢）第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调5目录帮助二、包络检波器的工作原理1.包络检波电路该电路类似于目录目录目录目录帮助帮助2.充、放电过程充、放电过程，二极管导通，充电，二极管导通，充电，为脉冲状；为脉冲状；，二极管截止，放电，二极管截止，放电，。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调其中，其中，已调波已调波振幅的最小值：振幅的最小值：6目录帮助2.充、放电过程，二极管导通，充电，为脉冲状；上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页 由于由于 ，所以，所以RC电路电路充电充电快（二极管导通快（二极管导通时间短），时间短），放电放电慢（二极管截止时间长），电容上慢（二极管截止时间长），电容上电压电压变化的速度变化的速度跟得上跟得上已调波已调波包络包络的变化速度；所的变化速度；所以输出电压的波形与已调波包络的波形相似，即以输出电压的波形与已调波包络的波形相似，即从而完成了从而完成了解调解调的任务。的任务。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调7上一页下一页 由于 ，所以上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页三、包络检波器的质量指标三、包络检波器的质量指标1.1.电压传输系数电压传输系数（检波效率）（检波效率）为二极管导通角，为二极管导通角，为检波器的为检波器的导通电阻导通电阻，R为检波器的为检波器的负载电阻负载电阻，因为因为 ，从而从而第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调可以证明：可以证明：8上一页下一页三、包络检波器的质量指标1.电压传输系数（检波效目录目录目录目录帮助帮助2.2.检波器的检波器的等效输入电阻等效输入电阻式中，式中，：输入输入高频高频电压的振幅电压的振幅 ：流过二极管的：流过二极管的高频高频电流基波分量振幅。电流基波分量振幅。运用能量守恒定律，忽略运用能量守恒定律，忽略 的损耗和高次谐波的损耗和高次谐波损耗，则输入、输出的功率相等：损耗，则输入、输出的功率相等：可见，二极管检波器的可见，二极管检波器的输入电阻输入电阻Rid与其的与其的负载电阻负载电阻R有关，有关，R越大，越大，Rid也越大，也越大，对前级电路的有载对前级电路的有载QL值的影响越小。值的影响越小。：高频载波振幅：高频载波振幅：检波器输出直流电压：检波器输出直流电压第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调可得：可得：9目录帮助2.检波器的等效输入电阻式中，：输上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页目录目录目录目录帮助帮助3.3.包络检波器的失真包络检波器的失真1 1）惰性失真（对角线切割失真）惰性失真（对角线切割失真）包括两类常见的波形失真：惰性失真和底部切割失真，包括两类常见的波形失真：惰性失真和底部切割失真，也还可能出现线性失真和其它非线性失真。也还可能出现线性失真和其它非线性失真。这是种失真是由于电容的惰性引起的。由于这是种失真是由于电容的惰性引起的。由于 太大，就会使太大，就会使电容电容C的的放电速度放电速度小于小于调幅波调幅波包络包络的的下下降速度降速度，导致惰性失真。，导致惰性失真。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调10上一页下一页目录帮助3.包络检波器的失真1）惰性失真（对角线上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页目录目录目录目录帮助帮助经分析，可找出避免惰性失真的条件：经分析，可找出避免惰性失真的条件：包络的数学表达式：包络的数学表达式：流过电容流过电容C C的电流的电流包络变化速度包络变化速度 电容电容C C的放电速度为的放电速度为第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调而而11上一页下一页目录帮助经分析，可找出避免惰性失真的条件：包络的为避免惰性失真，须使得：为避免惰性失真，须使得：，经计算可得，经计算可得，避免惰性失真的要求为：避免惰性失真的要求为：其中，其中，为最大调幅度为最大调幅度 为最高调制频率为最高调制频率 12为避免惰性失真，须使得：上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页目录目录目录目录帮助帮助2 2）底部切割失真（负峰切割失真）底部切割失真（负峰切割失真）这种现象，是由检波器交、直流负载电阻不相这种现象，是由检波器交、直流负载电阻不相等及调幅度等及调幅度 过大引起的。因此，要从增大交流过大引起的。因此，要从增大交流负载电阻负载电阻 和限制和限制 的取值范围两者着手，以的取值范围两者着手，以消除失真。消除失真。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调耦合电容耦合电容后级输入电阻后级输入电阻 13上一页下一页目录帮助2）底部切割失真（负峰切割失真）上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页分析如下：分析如下：耦合电容耦合电容Cd的值一般较大，一般为的值一般较大，一般为10F左右。左右。检波过程中，会在检波过程中，会在 Cd两端建立起直流电压两端建立起直流电压 VDC,其值其值近似等于载波电压振幅，即：近似等于载波电压振幅，即：对二极管而言，此电压为负，阻止二极管导通。对二极管而言，此电压为负，阻止二极管导通。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调在低频信号一个周期内，在低频信号一个周期内，VDC基本维持不变。基本维持不变。VDC经经R和和RL分压后，在分压后，在R上产生直流电压：上产生直流电压：14上一页下一页分析如下：耦合电容Cd的值一般较大第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调 当输入调幅波的当输入调幅波的ma值较小时，值较小时，VR还不致影响检波还不致影响检波 二极管的正常工作二极管的正常工作.当当ma值较大时，输入调幅波值较大时，输入调幅波包络的负半周（即包络包络的负半周（即包络 振幅的最小值）振幅的最小值）可能会低于可能会低于 VR，使二极管在一段时，使二极管在一段时 间内截止，检波器的输出信号不能跟随输入调幅波间内截止，检波器的输出信号不能跟随输入调幅波 包络的变化，从而产生底部包络的变化，从而产生底部 切割失真。切割失真。15第6章 调幅信号的解调 当输入调幅波的ma值较小时，VR上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页目录目录目录目录帮助帮助因此，避免负峰切割失真的条件为因此，避免负峰切割失真的条件为第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调可得避免底部切割失真的条件为：可得避免底部切割失真的条件为：式中，式中，为检波器输出端的交流负载为检波器输出端的交流负载电阻，而电阻，而R为直流负载电阻。为直流负载电阻。底部切割失真是由于检波器的直流负载电阻底部切割失真是由于检波器的直流负载电阻R不等于交流负载电阻，或调幅系数较大引起的。不等于交流负载电阻，或调幅系数较大引起的。16上一页下一页目录帮助因此，避免负峰切割失真的条件为第6章 上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页3 3）频率失真）频率失真（由电容引起）由电容引起）一般一般C C取取0.01F0.01F，C Cd d取几几十取几几十FF。Cd：若对低频开路，：若对低频开路，引起下限频率失真引起下限频率失真第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调C C：若对高频短路，引起上限频率失真若对高频短路，引起上限频率失真所以要求所以要求 所以要求所以要求17上一页下一页3）频率失真（由电容引起）一般C取0.01F，上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页6.3.2 同步检波 前面介绍的是普通调幅波（前面介绍的是普通调幅波（AMAM）的检波方法。）的检波方法。对于抑制载波的双边带（对于抑制载波的双边带（DSBDSB）调幅和单边带（）调幅和单边带（SSBSSB）调幅，）调幅，因其波形的包络并不直接反映调制信号的变化规律，不能因其波形的包络并不直接反映调制信号的变化规律，不能 采用包络检波器解调；必须采用包络检波器解调；必须外加外加一个与发射端的高频载波一个与发射端的高频载波 同同频同频同相相的的电压（称为电压（称为本地振荡本地振荡）；在非线性器件的作用）；在非线性器件的作用 下，恢复出调制信号。这种检波方法叫下，恢复出调制信号。这种检波方法叫“同步检波同步检波”。同步检波的方式很多，本章只介绍乘积器同步检波。同步检波的方式很多，本章只介绍乘积器同步检波。第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调18上一页下一页6.3.2 同步检波 前面介绍的是普通调幅波（一、一、DSB信号的检波信号的检波2.原理分析原理分析则乘法器的输出：则乘法器的输出：第第6 6章章 调幅信号的解调调幅信号的解调1.原理框图原理框图 式中式中，k为乘法器的相乘系数为乘法器的相乘系数；令令 ，经经低通滤波器低通滤波器后的输出信号为后的输出信号为：高频高频低频低频低频低频19一、DSB信号的检波2.原理分析则乘法器的输出：第6章 由由此此式可式可知知:（1 1）若）若本地本地振荡振荡与发射载波与发射载波同频同频、同相同相，即，即0 00 0，有有：表明同步检波器能无失真地将调制信号恢复出来。表明同步检波器能无失真地将调制信号恢复出来。（2）若）若本地本地振荡振荡与发射载波与发射载波有有频差频差、同相同相，即，即 00，有有：此时，此时，输出信号的振幅输出信号的振幅为时间的余弦函数，为时间的余弦函数，已引起振幅失真。已引起振幅失真。（3）若）若本地本地振荡振荡与发射载波与发射载波无无频差频差、有有相相差差，即，即 00，有有：输出信号中引入振幅衰减因子输出信号中引入振幅衰减因子，如如其其随时间变化随时间变化，同样也引起振幅失真同样也引起振幅失真。只有本地载波与发射载波同频同相，才能实现不失真的解调。只有本地载波与发射载波同频同相，才能实现不失真的解调。20由此式可知:（1）若本地振荡与发射载波同频、同相，即0上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页3.DSB波形与频谱变换波形与频谱变换21上一页下一页3.DSB波形与频谱变换214.DSB本地载波的获得方法本地载波的获得方法（2）解释：同步信号可直接从双边带信号中获取，解释：同步信号可直接从双边带信号中获取，方法是：先平方，再分频：方法是：先平方，再分频：用用窄带窄带滤波器滤波器取出取出 频率分量，再经频率分量，再经二二分频器分频器，可得频率为可得频率为 的同步信号。的同步信号。（1）原理框图：）原理框图：224.DSB本地载波的获得方法（2）解释：同步信号可直接二、二、SSB信号的检波信号的检波1.原理框图原理框图(与与DSB相同相同)2.原理分析原理分析 目前，单边带通信一般采用的方式：发送端发送目前，单边带通信一般采用的方式：发送端发送导频信号导频信号（即（即 AM调制中的载波信号，但被抑制到与调制中的载波信号，但被抑制到与SSB信号电平相当）；信号电平相当）；接收端利用高接收端利用高Q的窄带滤波器提取导频信号，放大后作为本地的窄带滤波器提取导频信号，放大后作为本地 振荡信号。振荡信号。设含有导频信号的设含有导频信号的SSB信号为：信号为：本地得到的同步电压为：本地得到的同步电压为：则有：则有：经低通滤波器后，则可得原调制信号。经低通滤波器后，则可得原调制信号。23二、SSB信号的检波1.原理框图(与DSB相同)2.精品课件精品课件！24精品课件！24精品课件精品课件！25精品课件！25上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页作业作业：作业作业：4.5 ,5.2，5.4，6.1，6.2，6.326上一页下一页作业：作业：4.5 ,26
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