单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,6.3.1 包络检波,1、概念,输入为AM波时，检波器输出带有,直流电平,的调制信号，其,交流部分,与AM波的,包络,相似，故称为,包络检波,。,第6章 调幅信号的解调,上包络,下包络,负半周,正半周,下降沿,上升沿,1,6.3.1 包络检波1、概念输入为AM波时，检波器输出带有直,上一页,下一页,目录,帮助,2、检波前后的频谱搬移,已调波(AM)的频谱 调制信号的频谱。,第6章 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,下一页,目录,帮助,3、检波器的组成部分,1）前级,中放,的选频负载，即检波器的高频,输入电路；,2）检波用的非线性器件：二极管、三极管；,3）低通滤波器：,RC,低通滤波器。,第6章 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,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；,包络检波器，同步检波器；,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，一般要求检波器输入信号振幅大于0.5V。,第6章 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,帮助,二、包络检波器的工作原理,1.包络检波电路,该电路类似于整流电路，但条件不同：,（可将载波等高频分量完全滤除）,（二极管的导通电阻,R,d,可忽略）,（,C,对 视为开路，调制信号被保留）,（,充电快，放电慢）,第6章 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,帮助,2.充、放电过程,，二极管导通，充电，为脉冲状；,，二极管截止，放电，。,第6章 调幅信号的解调,其中，,已调波,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,下一页,由于 ，所以,RC,电路,充电,快（二极管导通时间短），,放电,慢（二极管截止时间长），电容上,电压,变化的速度,跟得上,已调波,包络,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,从而完成了,解调,的任务。,第6章 调幅信号的解调,7,上一页下一页 由于 ，所以,上一页,下一页,三、包络检波器的质量指标,1.电压传输系数,（检波效率）,为二极管导通角，,为检波器的,导通电阻,，,R,为检波器的,负载电阻,，因为 ，从而,第6章 调幅信号的解调,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,帮助,2.检波器的,等效输入电阻,式中，：,输入,高频,电压的振幅,：流过二极管的,高频,电流基波分量振幅。,运用能量守恒定律，忽略 的损耗和高次谐波损耗，则输入、输出的功率相等：,可见，二极管检波器的,输入电阻,R,id,与其的,负载电阻,R,有关，,R,越大，,R,id,也越大，,对前级电路的有载Q,L,值的影响越小。,：高频载波振幅,：检波器输出直流电压,第6章 调幅信号的解调,可得：,9,目录帮助2.检波器的等效输入电阻式中，：输,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。,这是种失真是由于电容的惰性引起的。由于 太大，就会使,电容C的,放电速度,小于,调幅波,包络,的,下降速度,，导致惰性失真。,第6章 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,下一页,目录,帮助,经分析，可找出避免惰性失真的条件：,包络的数学表达式：,流过电容C的电流,包络变化速度,电容C的放电速度为,第6章 调幅信号的解调,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：，,经计算可得，,避免惰性失真的要求为：,其中，,为最大调幅度,为最高调制频率,12,为避免惰性失真，须使得：,上一页,下一页,目录,帮助,2）底部切割失真（负峰切割失真）,这种现象，是由检波器交、直流负载电阻不相等及调幅度 过大引起的。因此，要从增大交流负载电阻 和限制 的取值范围两者着手，以消除失真。,第6章 调幅信号的解调,耦合电容,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,下一页,分析如下：,耦合电容C,d,的值一般较大，一般为10F左右。检波过程中，会在 C,d,两端建立起直流电压 V,DC,其值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。,第6章 调幅信号的解调,在低频信号一个周期内，V,DC,基本维持不变。,V,DC,经R和R,L,分压后，在,R,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6章 调幅信号的解调,当输入调幅波的m,a,值较小时，V,R,还不致影响检波,二极管的正常工作.,当m,a,值较大时，输入调幅波,包络的负半周（即包络,振幅的最小值）,可能会低于 V,R,，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,包络的变化，从而产生底部 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,下一页,目录,帮助,因此，避免负峰切割失真的条件为,第6章 调幅信号的解调,可得避免底部切割失真的条件为：,式中，为检波器输出端的交流负载,电阻，而R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R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,下一页,3）频率失真,（,由电容引起）,一般C取0.01F，C,d,取几几十F。,C,d,：若对低频开路，,引起下限频率失真,第6章 调幅信号的解调,C：,若对高频短路，引起上限频率失真,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,下一页,6.3.2 同步检波,前面介绍的是普通调幅波（AM）的检波方法。,对于抑制载波的双边带（DSB）调幅和单边带（SSB）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,采用包络检波器解调；必须,外加,一个与发射端的高频载波,同,频同,相,的,电压（称为,本地振荡,）；在非线性器件的作用,下，恢复出调制信号。这种检波方法叫“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6章 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、DSB信号的检波,2.原理分析,则乘法器的输出：,第6章 调幅信号的解调,1.原理框图,式中,，k,为乘法器的相乘系数,；,令,，,经,低通滤波器,后的输出信号为,：,高频,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,此,式可,知:,（1）若,本地,振荡,与发射载波,同频,、,同相,，即,0,0，,有,：,表明同步检波器能无失真地将调制信号恢复出来。,（2）若,本地,振荡,与发射载波,有,频差,、,同相,，即,0,0，,有,：,此时，,输出信号的振幅,为时间的余弦函数，,已引起振幅失真。,（3）若,本地,振荡,与发射载波,无,频差,、,有,相,差,，即,0,0，,有,：,输出信号中引入振幅衰减因子,，,如,其,随时间变化,，,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。,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,下一页,3.DSB波形与频谱变换,21,上一页下一页3.DSB波形与频谱变换21,4.DSB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，,方法是：先平方，再分频：,用,窄带,滤波器,取出 频率分量，再经,二,分频器,，可得频率为 的同步信号。,（1）原理框图：,22,4.DSB本地载波的获得方法（2）解释：同步信号可直接,二、SSB信号的检波,1.原理框图(与DSB相同),2.原理分析,目前，单边带通信一般采用的方式：发送端发送,导频信号,（即,AM调制中的载波信号，但被抑制到与SSB信号电平相当）；,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,振荡信号。,设含有导频信号的SSB信号为：,本地得到的同步电压为：,则有：,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,！,24,精品课件！24,精品课件,！,25,精品课件！25,上一页,下一页,作业：,作业：4.5 ,5.2,，,5.4,，,6.1，6.2，6.3,26,上一页下一页作业：作业：4.5 ,26,