第九章调制解调电路6-4(包络检波)

9.4调幅波的包络检波电路非相干解调电路——不需要同步参考信号适用——包络反映了调制信号变化的普通调幅波AM①介绍包络检波器的组成电路、工作原理、性能指标②用包络检波器构成的另一种相干解调电路—叠加型同步检波本节内容：9.4.1包络检波电路1.电路组成两大部分非线性器件低通滤波器设输入的调幅波（AM信号）为：ttmVtvcacmicos)cos1()(载频、调制频率、调制系数cam低通滤波器RC的取值原则是：时间常数cRC1max1RCc——对高频载波近似短路——让低频调制信号通过maxDR（2）输入为大信号（峰值包络检波）大信号作用下二极管非线性描述——二段折线二极管视为开关——导通、截止000DDDDDvvvgi1DDRg（是二极管导通电阻）峰值包络检波原理设输入为等幅载波（包络为常数）()cosicmcvtVtciAViDvtvvtvv)()(二极管两端电压工作过程：初始t=0，＝0，cvCRD充()0ivt当时，二极管导通充电很小，充得快当时，二极管截止AVivtv)(放电RC放很大，放得慢AVv结果：保持在输入信号的峰值上AVAVcmvVV输入等幅波峰值包络检波电路工作过程的特点：①在高频信号的每一周电容器C充、放电一次③当输入为AM信号()(1cos)cosicmacvtVmttAVAVAVvVv检波输出两部分AVV——输出平均值，AVcmVVAVv——输出交流，反映输入的包络()(1cos)AVcmavtVmtAVcvv②,充电快、放电慢；当充放电荷达动态平衡时，输入信号峰值充放达到④二极管只在输入信号峰值尖顶上有短暂的导通，大部分时间截止。二极管电流呈重复频率为的尖顶脉冲c注意：二极管电流不是半波开关原因：输出电压的反馈AVv3.包络检波器性能指标1）检波效率2）检波失真检波器作为频率变换电路，衡量它的变换效果3）输入阻抗——检波器作为前级中频放大器的负载，衡量其影响（1）检波效率检波器输出电压输入电压幅度dk＝②检波效率是由电路参数决定的常数，不随输入信号的幅度而变化，线性不失真检波当输入是等幅载波：则检波器的输出为直流()cosicmcvtVtAVVcmAVdVvkdkcos＝证明略（为二极管导通角）理解①检波效率高1，二极管导通角很小当输入是单音调幅波时：ttmVtvcacmicos)cos1()(检波器输出：tVvvAVAVAVcos~dkcmaAVdVmVk~动态检波效率输入信号包络幅度输出的交流幅度ddkk~一般有cos＝1（2）输入阻抗并接在中频回路两端——影响回路Q值，——影响选择性，输入阻抗越大越好。检波器输入阻抗的定义：mimiIVR1输入信号幅度电流中信号分量幅度——体现了对前级中频回路的影响c输入阻抗对信号基波而言输入阻抗的大小——用能量守恒原理求证iR设输入信号为：()cosicmcvtVt则输入功率为：icmiRVP221检波器输出电压为直流AVAVdcmcmvVkVV负载所得功率为：RVRVPcmAVo22二极管在载波一周内导通时间极短，电流很小，吸收功率极小ioPPRVRVcmicm2221则：2RRi结论：峰值包络检波器的输入阻抗等于负载电阻的一半iR（3）二极管包络检波器的失真①惰性失真电路元件参数选得不恰当，将会出现失真现象：在包络下降部分，电容器放电速度跟不上包络下降不失真失真惰性失真包络下降速度与什么有关？与调制信号频率与调制度am为避免惰性失真对电路元件的要求11)()(ttimttcdttdVdttdv为信号包络下降区间的某一时刻1t得不失真条件：aammRC21、越大，不产生惰性失真要求的时间常数就越小。am结论：am当多音频调制时，和均取最大值检波器后接隔直流电容送入低频放大器设输入为AM信号：()(1cos)cosicmacvtVmttAVAVAVvVv检波输出两部分AVi画出电路中各点的波形？检波器的直流负载交流负载不同可能导致负峰切割失真改进方法实用AM包络检波电路——分析工作原理交流直流AVV~AVv注意各点波形AM调幅波交流~AVv直流AVV包络检波器小结：2.正确选择检波器各元器件参数：二极管的导通电压尽可能小，为提高检波效率和对高频的滤波能力——RC时间常数尽可能大为防止惰性失真和保证调制信号带宽——RC时间常数不能太大3.检波器输出电压包括两部份反映输入信号载波幅度的直流分量——可用于自动增益控制反映调制信号的交流分量——送入低频放大器放大1.是一种线性不失真检波电路，其主要指标是：电压传输系数、输入阻抗9.4.2同步检波调幅波的相干解调又称为同步检波用途：解调抑制载波的双边带和单边带信号，难点：需要一个与输入调幅波载波同频同相的同步信号电路构成方框图乘积型同步检波叠加型同步检波ttVvcmDSBcoscostVtvrrmrcos)(tVtvrrmrcos)(ccc两信号叠加：叠加型同步检波器工作原理电原理图tVtvcsmSSB)cos()(输入单边带信号同步信号tVtvcrmrcos)(smrmVV（要求）两信号叠加特征：①合成信号的幅度以角频率变化（但包络不对称）②合成信号的相位以角频率变化——引起频率变化结果包络检波器输出包络包络检波器对频率变化不响应结论：①叠加型同步检波可实现对单边带、抑制载频的双边带信号的解调②解调信号有失真，为减小失真，要求smrmVV采用平衡电路减小失真电路特征：①上、下两个包络检波器②两个包络检波器的输入包络变化相反srvvv1srvvv2③检波输出为两检波器输出相减21AVAVovvv结果：基波输出分量相加，抵消了二次及二次以上的偶次谐波，从而改善了失真