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实验报告课程名称：高频电子电路实验题目：检波电路实验班级学号：1803030123姓名:蔡域虎成绩：沈阳理工大学2020年6月16日实验内容：1.掌握用包络检波器实现AM波解调的方法。了解滤波电容数值对AM波解调影响;2.理解包络检波器只能解调m≤100%的AM波，而不能解调m100%的AM波以及DSB波的概念;3.掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM波和DSB波解调的方法:4.理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。实验目的：1.用示波器观察包络检波器解调AM波、DSB波时的性能:2.用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能:3.用示波器观察普通调幅波(AM)解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。实验仪器、设备：集成乘法器调幅·混频与同步解调（A6）；中放AGC与二极管检波模块A5；示波器；高频信号源；低频信号源简单原理：解调过程是调制的反过程，即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。解调过程在收信端，实现解调的装置叫解调器。一．普通调幅波的解调振幅调制的解调被称为检波，其作用是从调幅波中不失真地检出调制信号。由于普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律，因此常用非相干解调方法。非相干解调有两种方式，即小信号平方律检波和大信号包络检波。我们只介绍大信号包络检波器。1.大信号检波基本工作原理大信号检波电路与小信号检波电路基本相同。由于大信号检波输入信号电压幅值一般在500mV以上，检波器的静态偏置就变得无关紧要了。下面以图6-1所示的简化电路为例进行分析。图6-1大信号检波电路大信号检波和二极管整流的过程相同。图6-2表明了大信号检波的工作原理。输入信号()iut为正并超过C和LR上的()out时，二极管导通，信号通过二极管向C充电，此时()out随和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。充电电压上升而升高。当()iut下降且小于()out时，二极管反向截止，此时停止向C充电，()out通过LR放电，()out随放电而下降。充电时，二极管的正向电阻Dr较小，充电较快。()out以接近()iut的上升速率升高。放电时，因电阻LR比Dr大得多（通常5~10LRk），放电慢，故()out的波动小，并保证基本上接近于()iut的幅值。如果()iut是高频等幅波，则()out是大小为oU的直流电压（忽略了少量的高频成分），这正是带有滤波电容的整流电路。当输入信号()iut的幅度增大或减少时，检波器输出电压()out也将随之近似成比例地升高或降低。当输入信号为调幅波时，检波器输出电压()out就随着调幅波的包络线而变化，从而获得调制信号，完成检波作用。由于输出电压()out的大小与输入电压的峰值接近相等，故把这种检波器称为峰值包络检波器。图6-2大信号检波原理2.检波失真检波输出可能产生三种失真：第一种是由于检波二极管伏安特性弯曲引起的失真；第二种是由于滤波电容放电慢引起的失真，它叫对角线失真（又叫对角线切割失真）；第三种是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的失真，这种失真叫割底失真（又叫底部切割失真）。其中第一种失真主要存在于小信号检波器中，并且是小信号检波器中不可避免的失真，对于大信号检波器这种失真影响不大，主要是后两种失真，下面分别进行讨论。（1）对角线失真参见图6-1所示的电路，在正常情况下，滤波电容C对高频每一周充放电一次，每次充到接近包络线的电压，使检波输出基本能跟上包络线的变化。它的放电规律是按指数曲线进行，时间常数为LRC。假设LRC很大，则放电很慢，可能在随后的若干高频周期内，包络线电压虽已下降，而C上的电压还大于包络线电压，这就使二极管反向截止，失去检波作用，直到包络线电压再次升到超过电容上的电压时，才恢复其检波功能。在二极管截止期间，检波输出波形是C的放电波形，呈倾斜的对角线形状，如图6-3所示，故叫对角线失真，也叫放电失真。非常明显，放电愈慢或包络线下降愈快，则愈易发生这种失真。6-3对角线失真原理图（2）割底失真一般在接收机中，检波器输出耦合到下级的电容很大（5-10F）,图6-4中的1C为耦合电容。图6-4对检波器输出的直流而言，1C上充有一个直流电压oU。如果输入信号()iut的调制度很深，以致在一部分时间内其幅值比1C上电压oU还小，则在此期间内，二极管将处于反向截止状态，产生失真。此时电容上电压等于oU，故表现为输出波形中的底部被切去，如图6-5所示。图6-5割底失真波形图振幅解调实验电路一、二极管包络检波二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为1.5V以上）的AM波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管、RC低通滤波器和低频放大部分，实验电路如图6-8所示。图中，5D1为检波管，5C2、5R2、5C3构成低通滤波器，5R3、5W3为二极管检波直流负载，5W3用来调节直流负载大小。图中5Q1、5Q2对检波后的音频进行放大，5W5用来调整5Q1的工作点，也可用于改变检波的交流负载。放大后音频信号由5P9输出，调节5W4可调整输出幅度。图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大）来实现检波，所以RC时间常数的选择很重要。RC时间常数过大，则会产生对角切割失真（又称惰性失真）。RC常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式：aammRC21其中：am为调幅系数，Ω为调制信号角频率。当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻R不相等，而且调幅度am又相当大时会产生底边切割失真（又称负峰切割失真），为了保证不产生底边切割失真应满足RRma。二极管包络检波电路二、同步检波同步检波又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调出调制信号。本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图6-9所示。该电路图利用一片1496集成块构成两个实验电路，即幅度解调电路和混频电路，混频电路在前面实验3已作介绍，本节介绍解调电路。图中，恢复载波加到输入端6P4上，再经过电容6C6加在⑻、⑽脚之间。已调幅波加到输入端6P5上，再经过电容6C7加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由（6）脚输出，再经过由6C9、6C10、6R26组成的P型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（6TP6）提取出调制信号。需要指出的是，在图6-9中对1496采用了单电源（+12V）供电，因而⒁脚需接地，且其它脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。6E310uF6R222K6R172K6R214706C60.1u6R201k6R191k6R181kSIG+1SIG-423CAR+8CAR-1014OUT+6OUT-12BIAS5VEEGADJGADJ6U2MC14966R165106C80.1u6R2310K6R253.3k6C104700P+12V6R261K16TP66C94700p6R243.3k6C70.1uGND载波输入（本振）调幅输入（射频）同步解调输出6P46P56C160.01u6R2751K6R282k6C140.01u6C111000P6L233uH6C12220P6C13220P6P76L31MH6C150.1UP12P12B1C3E26Q29018混频输出MC1496组成的解调器实验电实验步骤及数据：1.实验准备（1）在实验系统工作区拖放集成乘法器调幅●混频与同步解调及相关测试仪器，搭建实验环境。如图:注意:做本实验时仍需重复调制实验中部分内容,先产生调幅波，再供同步解调之用。二极管包络检波只能从高频信号源产生调幅波进行解调实验。(二)二极管包络检波1.AM波的解调(1)ma=30%的AM波的解调①AM波的获得以高频信号源产生的调幅波作为调幅信号,调节高频源频率为2.5MHz,改变调制度，便可从高频信号源输出约ma=30%的AM波。②AMI波的包络检波器解调把上面得到的AM波经过中频放大加到1二极管包络检波器输入端(5P6)，即用示波器在5TP9观察到包络检波器的输出，并记录输出波形。为了更好地观察包络检波器的解调性能，可将示波器CH1接包络检波器的5TP5，而将示波器CH2接包络检波器的输出5TP9(下同)。如果波形有失真，应调节5W4.③观察对角切割失真保持以上输出，调节直流负载(调5W3)，使输出产生对角失真，如果失真不明显可以加大调幅信号幅度(即调整输入信号源幅度或中放放大器倍数)，画出其波形。④观察底部切割失真先调节5W3使解调信号不失真。示波器CH2接5TP9。然后调节5W5,使解调信号出现割底失真，如果失真不明显，可加大调幅度(即增大音频调制信号幅度)画出其相应的波形。(三)集成电路(乘法器)构成的同步检波1.AM波的解调将幅度调制电路的输出6P3接到幅度解调电路的调幅输入端6P5。解调电路的6P4,与调制电路中戴波输入相连(默认已经连接)。示波器CH1接调幅信号6TPS,CH2接同步检波器的输出6TP6.分别观察并记录当调制电路输出为ma=30%(若此时解调波形有失真，可微调一下调制度)、ma=100%、ma100%时三种AM的解词输出波形，并与调制信号作比较。实际观察到各种调制度的解调波形如下图:2.DSB波的解调采用振幅调制实验步骤2.中相同的方法来获得DSB波，并加入到幅度解调电路的调幅输入端，而其它连线均保持不变，观察并记录解调输出波形，并与调制信号作比较。改变调制信号的频率及幅度，观察解调信号有何变化。将调制信号改成三角波和方波，再观察解调输出波形。DSB波解调波形如下图:问题讨论：1.由本实验归纳出两种检波器的解调特性，以“能否正确解调”填入表中。输入的调幅波AM波DSBma=30%ma=100%ma100%包络检波能能不能不能同步检测能能能能2.观察对角切割失真和底部切割失真现象并分析产生的原因。答：对角线失真的主要原因是滤波电容放电慢。在正常的情况下，滤波电容对高频每一周充放电一次，每次充到接近包络线的电压，使检波输出基本能跟上包络线的变化。它的放电规律是按指数曲线进行的，时间常数为RC。假设RC很大，则放电很慢，可能在随后的若干高频周期内，包络线的电压虽然已经下降，但C上的电压还大于包络线的电压，这就使二极管反向截止，失去检波功能，直到包络线电压再次升到超过电容上的电压时，才恢复检波功能。在二极管反向截止期间，检波输出电压是C的放电波形，呈倾斜的对角线形状，故称其为对角线失真，也叫放电失真。割底失真的主要原因是输入调制信号的调制深度很深，幅值太小。一般在接收机中，检波器输出耦合到下级的电容很大(5-10uF)。对检波器输出的直流而言，C1上充有一个直流电压Ug。如果输入信号ui(t)的调制度很深，以致在-部分时间内其幅值比C1上电压E还小，则在此期间内，二极管将处于反向截止状态，产生失真。此时电容上电压等于E，故表现为输出波形中的底部被切去，称作割底失真或底部切割失真。3对实验中的两种解调方式进行总结。答：包络检测器解调只能解调ma≤100%的AM调幅波，而不能调解ma＞100%的AM波以及DSB波;而同步检波器能解调各种AM调幅波以及DSB波。教师签字日期