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1、6.3.1 包絡檢波1、概念、概念輸入為輸入為AM波時，檢波波時，檢波器輸出帶有器輸出帶有直流電平直流電平的調制信號，其的調制信號，其交流交流部分部分與與AM波的波的包絡包絡相相似，故稱為似，故稱為包絡檢波包絡檢波。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調上包絡上包絡下包絡下包絡負半周負半周正半周正半周下降沿下降沿上升沿上升沿1上一頁上一頁下一頁下一頁目錄目錄幫助幫助2、檢波前后的頻譜搬移、檢波前后的頻譜搬移已調波已調波(AM)的頻譜的頻譜 調制信號的頻譜。調制信號的頻譜。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調2上一頁上一頁下一頁下一頁目錄目錄幫助幫助3、檢波器的組成部分、檢波器的組

2、成部分1 1）前級）前級中放中放的選頻負載，即檢波器的高頻的選頻負載，即檢波器的高頻輸入電路；輸入電路；2 2）檢波用的非線性器件：二極管、三極管；）檢波用的非線性器件：二極管、三極管；3 3）低通濾波器：）低通濾波器：RC低通濾波器。低通濾波器。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調3上一頁上一頁下一頁下一頁目錄目錄幫助幫助4、檢波器的分類、檢波器的分類二極管檢波器，三極管檢波器；二極管檢波器，三極管檢波器；串聯(lián)式檢波器，并聯(lián)式檢波器；串聯(lián)式檢波器，并聯(lián)式檢波器；大信號檢波器，小信號檢波器；大信號檢波器，小信號檢波器；包絡檢波器，包絡檢波器，同步檢波器；同步檢波器；連續(xù)波檢波器，脈沖波

3、檢波器。連續(xù)波檢波器，脈沖波檢波器。本節(jié)研究二極管串聯(lián)式連續(xù)大信號包絡檢波器，本節(jié)研究二極管串聯(lián)式連續(xù)大信號包絡檢波器，一般要求檢波器輸入信號振幅大于一般要求檢波器輸入信號振幅大于0.5V0.5V。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調4目錄目錄幫助幫助二、包絡檢波器的工作原理二、包絡檢波器的工作原理1.包絡檢波電路包絡檢波電路該電路類似于整流電路，該電路類似于整流電路，但條件不同：但條件不同：（可將載波等高頻分量完全濾除）（可將載波等高頻分量完全濾除）（二極管的導通電阻（二極管的導通電阻Rd可忽略）可忽略）（C對對 視為開路，調制信號被保視為開路，調制信號被保留）留）（,充電快，放充電

4、快，放電慢）電慢）第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調5目錄目錄幫助幫助2.充、放電過程充、放電過程，二極管導通，充電，二極管導通，充電，為脈沖狀；為脈沖狀；，二極管截止，放電，二極管截止，放電，。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調其中，其中，已調波已調波振幅的最小值：振幅的最小值：6上一頁上一頁下一頁下一頁 由于由于 ，所以，所以RC電路電路充電充電快（二極管導通時快（二極管導通時間短），間短），放電放電慢（二極管截止時間長），電容上慢（二極管截止時間長），電容上電電壓壓變化的速度變化的速度跟得上跟得上已調波已調波包絡包絡的變化速度；所以的變化速度；所以輸出電壓的波形與已調

5、波包絡的波形相似，即輸出電壓的波形與已調波包絡的波形相似，即從而完成了從而完成了解調解調的任務。的任務。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調7上一頁上一頁下一頁下一頁三、包絡檢波器的質量指標三、包絡檢波器的質量指標1.1.電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)（檢波效率）（檢波效率）為二極管導通角，為二極管導通角，為檢波器的為檢波器的導通電阻導通電阻，R為檢波器的為檢波器的負載電阻負載電阻，因為因為 ，從而從而第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調可以證明：可以證明：8目錄目錄幫助幫助2.2.檢波器的檢波器的等效輸入電阻等效輸入電阻式中，式中，：輸入輸入高頻高頻電壓的振幅電壓的振幅 ：流過二極

6、管的：流過二極管的高頻高頻電流基波分量振幅。電流基波分量振幅。運用能量守恒定律，忽略運用能量守恒定律，忽略 的損耗和高次諧波的損耗和高次諧波損耗，則輸入、輸出的功率相等：損耗，則輸入、輸出的功率相等：可見，二極管檢波器的可見，二極管檢波器的輸入電阻輸入電阻Rid與其的與其的負載電阻負載電阻R有關，有關，R越大，越大，Rid也越大，也越大，對前級電路的有載對前級電路的有載QL值的影響越小。值的影響越小。：高頻載波振幅：高頻載波振幅：檢波器輸出直流電壓：檢波器輸出直流電壓第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調可得：可得：9上一頁上一頁下一頁下一頁目錄目錄幫助幫助3.3.包絡檢波器的失真包絡檢

7、波器的失真1 1）惰性失真（對角線切割失真）惰性失真（對角線切割失真）包括兩類常見的波形失真：惰性失真和底部切割失真，包括兩類常見的波形失真：惰性失真和底部切割失真，也還可能出現(xiàn)線性失真和其它非線性失真。也還可能出現(xiàn)線性失真和其它非線性失真。這是種失真是由于電容的惰性引起的。由于這是種失真是由于電容的惰性引起的。由于 太大，就會使太大，就會使電容電容C的的放電速度放電速度小于小于調幅波調幅波包絡包絡的的下下降速度降速度，導致惰性失真。，導致惰性失真。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調10上一頁上一頁下一頁下一頁目錄目錄幫助幫助經(jīng)分析，可找出避免惰性失真的條件：經(jīng)分析，可找出避免惰性失

8、真的條件：包絡的數(shù)學表達式：包絡的數(shù)學表達式：流過電容流過電容C C的電流的電流包絡變化速度包絡變化速度 電容電容C C的的放電速度為放電速度為第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調而而11為避免惰性失真，須使得：為避免惰性失真，須使得：，經(jīng)計算可得，經(jīng)計算可得，避免惰性失真的要求為：避免惰性失真的要求為：其中，其中，為最大調幅度為最大調幅度 為最高調制頻率為最高調制頻率 12上一頁上一頁下一頁下一頁目錄目錄幫助幫助2 2）底部切割失真（負峰切割失真）底部切割失真（負峰切割失真）這種現(xiàn)象，是由檢波器交、直流負載電阻不相這種現(xiàn)象，是由檢波器交、直流負載電阻不相等及調幅度等及調幅度 過大引起

9、的。因此，要從增大交流負過大引起的。因此，要從增大交流負載電阻載電阻 和限制和限制 的取值范圍兩者著手，以消除的取值范圍兩者著手，以消除失真。失真。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調耦合電容耦合電容后級輸入電阻后級輸入電阻 13上一頁上一頁下一頁下一頁分析如下：分析如下：耦合電容耦合電容Cd的值一般較大，一般為的值一般較大，一般為10F左右。左右。檢波過程中，會在檢波過程中，會在 Cd兩端建立起直流電壓兩端建立起直流電壓 VDC,其值其值近似等于載波電壓振幅，即：近似等于載波電壓振幅，即：對二極管而言，此電壓為負，阻止二極管導通。對二極管而言，此電壓為負，阻止二極管導通。第第6 6章

10、章 調幅信號的解調調幅信號的解調在低頻信號一個周期內，在低頻信號一個周期內，VDC基本維持不變。基本維持不變。VDC經(jīng)經(jīng)R和和RL分壓后，在分壓后，在R上產(chǎn)生直流電壓：上產(chǎn)生直流電壓：14第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調 當輸入調幅波的當輸入調幅波的ma值較小時，值較小時，VR還不致影響檢波還不致影響檢波 二極管的正常工作二極管的正常工作.當當ma值較大時，輸入調幅波值較大時，輸入調幅波包絡的負半周（即包絡包絡的負半周（即包絡 振幅的最小值）振幅的最小值）可能會低于可能會低于 VR，使二極管在一段時，使二極管在一段時 間內截止，檢波器的輸出信號不能跟隨輸入調幅波間內截止，檢波器的輸

11、出信號不能跟隨輸入調幅波 包絡的變化，從而產(chǎn)生底部包絡的變化，從而產(chǎn)生底部 切割失真。切割失真。15上一頁上一頁下一頁下一頁目錄目錄幫助幫助因此，避免負峰切割失真的條件為因此，避免負峰切割失真的條件為第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調可得避免底部切割失真的條件為：可得避免底部切割失真的條件為：式中，式中，為檢波器輸出端的交流負載為檢波器輸出端的交流負載電阻，而電阻，而R為直流負載電阻。為直流負載電阻。底部切割失真是由于檢波器的直流負載電阻底部切割失真是由于檢波器的直流負載電阻R不等于交流負載電阻，或調幅系數(shù)較大引起的。不等于交流負載電阻，或調幅系數(shù)較大引起的。16上一頁上一頁下一頁下

12、一頁3 3）頻率失真）頻率失真（由電容引起）由電容引起）一般一般C C取取0.01F0.01F，C Cd d取幾幾十取幾幾十FF。Cd：若對低頻開路，：若對低頻開路，引起下限頻率失真引起下限頻率失真第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調C C：若對高頻短路，引起上限頻率失真若對高頻短路，引起上限頻率失真所以要求所以要求 所以要求所以要求17上一頁上一頁下一頁下一頁6.3.2 同步檢波 前面介紹的是普通調幅波（前面介紹的是普通調幅波（AMAM）的檢波方法。）的檢波方法。對于抑制載波的雙邊帶（對于抑制載波的雙邊帶（DSBDSB）調幅和單邊帶（）調幅和單邊帶（SSBSSB）調幅，）調幅，因其波

13、形的包絡并不直接反映調制信號的變化規(guī)律，不能因其波形的包絡并不直接反映調制信號的變化規(guī)律，不能 采用包絡檢波器解調；必須采用包絡檢波器解調；必須外加外加一個與發(fā)射端的高頻載波一個與發(fā)射端的高頻載波 同同頻同頻同相相的的電壓（稱為電壓（稱為本地振蕩本地振蕩）；在非線性器件的作用）；在非線性器件的作用 下，恢復出調制信號。這種檢波方法叫下，恢復出調制信號。這種檢波方法叫“同步檢波同步檢波”。同步檢波的方式很多，本章只介紹乘積器同步檢波。同步檢波的方式很多，本章只介紹乘積器同步檢波。第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調18一、一、DSB信號的檢波信號的檢波2.原理分析原理分析則乘法器的輸出：

14、則乘法器的輸出：第第6 6章章 調幅信號的解調調幅信號的解調1.原理框圖原理框圖 式中式中，k為乘法器的相乘系數(shù)為乘法器的相乘系數(shù)；令令 ，經(jīng)經(jīng)低低通濾波器通濾波器后的輸出信號為后的輸出信號為：高頻高頻低頻低頻低頻低頻19由由此此式可式可知知:（1 1）若）若本地本地振蕩振蕩與發(fā)射載波與發(fā)射載波同頻同頻、同相同相，即，即0 00 0，有有：表明同步檢波器能無失真地將調制信號恢復出來。表明同步檢波器能無失真地將調制信號恢復出來。（2）若）若本地本地振蕩振蕩與發(fā)射載波與發(fā)射載波有有頻差頻差、同相同相，即，即 00，有有：此時，此時，輸出信號的振幅輸出信號的振幅為時間的余弦函數(shù)，為時間的余弦函數(shù)，已

15、引起振幅失真。已引起振幅失真。（3）若）若本地本地振蕩振蕩與發(fā)射載波與發(fā)射載波無無頻差頻差、有有相相差差，即，即 00，有有：輸出信號中引入振幅衰減因子輸出信號中引入振幅衰減因子，如如其其隨時間變化隨時間變化，同樣也引起振幅失真同樣也引起振幅失真。只有本地載波與發(fā)射載波同頻同相，才能實現(xiàn)不失真的解調。只有本地載波與發(fā)射載波同頻同相，才能實現(xiàn)不失真的解調。20上一頁上一頁下一頁下一頁3.DSB波形與頻譜變換波形與頻譜變換214.DSB本地載波的獲得方法本地載波的獲得方法（2）解釋：同步信號可直接從雙邊帶信號中獲取，解釋：同步信號可直接從雙邊帶信號中獲取，方法是：先平方，再分頻：方法是：先平方，再

16、分頻：用用窄帶窄帶濾波器濾波器取出取出 頻率分量，再經(jīng)頻率分量，再經(jīng)二二分頻器分頻器，可得頻率為可得頻率為 的同步信號。的同步信號。（1）原理框圖：）原理框圖：22二、二、SSB信號的檢波信號的檢波1.原理框圖原理框圖(與與DSB相同相同)2.原理分析原理分析 目前，單邊帶通信一般采用的方式：發(fā)送端發(fā)送目前，單邊帶通信一般采用的方式：發(fā)送端發(fā)送導頻信號導頻信號（即（即 AM調制中的載波信號，但被抑制到與調制中的載波信號，但被抑制到與SSB信號電平相當）；信號電平相當）；接收端利用高接收端利用高Q的窄帶濾波器提取導頻信號，放大后作為本地的窄帶濾波器提取導頻信號，放大后作為本地 振蕩信號。振蕩信號。設含有導頻信號的設含有導頻信號的SSB信號為：信號為：本地得到的同步電壓為：本地得到的同步電壓為：則有：則有：經(jīng)低通濾波器后，則可得原調制信號。經(jīng)低通濾波器后，則可得原調制信號。23精品課件精品課件！24精品課件精品課件！25上一頁上一頁下一頁下一頁作業(yè)作業(yè)：作業(yè)作業(yè)：4.5 ,5.2，5.4，6.1，6.2，6.326