二极管包络检波器

二极管包络检波器
二极管包络检波器

佳木斯大学

实验报告

一、实验目的与要求

1、观察二极管峰值包络检波器在正常检波时输入和输出时的波形情况。

2、分析二极管包络检波器的两种特有失真,分析两种失真的原因,现象,波形情况已

情况以及防止这种失真产生的条件。

二、实验仪器

微机,仿真软件Multisim10.0

三、实验内容与测试结果

1、建立仿真电路

根据所学内容搭建出二极管包络检波电路

图1

2、工作原理测试

m=0.5和R1=5k,调整示波器参数,观察示波器

设置

a

图2 3、惰性失真验证

把R1改为100k,观察示波器

图3

4、负峰切割失真验证

把输入信号的调制指数改为0.9,观察示波器

图4

四、实验结果分析

1、工作原理测试:根据图2可以看出输出与输入调幅波的包络一致,所以电路的功能是从调幅波中解调出调制信号

2、惰性失真测试:惰性失真是由于电容放电的速度小于调制信号的下降速度,此部分波形为电容放电波形如图3

3、负峰切割失真:负峰切割失真是因为调制深度大于交流负载比直流负载,使调制信号副半周期波形截止,所以波形如图4

二极管包络检波器和同步检波器仿真实验报告

二极管包络检波器和同步检波器仿真实验报告 姓名: 学号: 班级:09电信二班

一、实验目的 1.进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。 2.了解二极管包络检波的主要指标,检波效率及波形失真。 3.掌握用集成电路实现同步检波的方法。 二、实验内容及步骤 (1)二极管包络检波电路 1.利用EWB软件绘制出如图 1.15的二极管包络检波电路。 2.按图设置各个元件参数,其中调幅信号源的调幅度M为0.8。打开仿真开关,从示波器上观察波形。画出波形图。 3.分别将Rp调到最大或最小,从示波器上可以观察到惰性失真和负峰切割失真,画出波形图。 附图1.15二极管包络检波器仿真实验电路 (2)同步检波电路 1.利用EWB软件绘制出如图 1.19的双边带调幅实验电路。 2. 按图设置各个元件参数,打开仿真开关,从示波器上观察同步检波器输入的双边带信号及输出信号。画出波形图。 3.改变同步检波器参考信号相位,观察输出波形的变化,画出波形图。

附图1.19 双边带调制及其同步检波的仿真实验电路 三.实验报告要求 1.画出二极管包络检波器的波形。画出二极管包络检波器的惰性失真和负峰切割失真波形。RP1=0% RP2=100% RP=0% RP2=0%负峰切割失真

RP1=100% RP2=0%负峰切割失真 R1=R2=100%惰性失真

2.对比画出同步检波电路的正常波形和改变参考信号相位波形。 同步检波电路的正常波形 Uc=3.5344V

参考信号相位30度波形Uc=3.0668V 参考信号相位45度波形Uc=2.5082V

包络检波器的设计与实现

目录 前言 (1) 1 设计目的及原理 (2) 1.1设计目的和要求 (2) 1.1设计原理 (2) 2包络检波器指标参数的计算 (6) 2.1电压传输系数的计算 (6) 2.2参数的选择设置 (6) 3 包络检波器电路的仿真 (9) 3.1 Multisim的简单介绍 (10) 3.2 包络检波电路的仿真原理图及实现 (10) 4总结 (13) 5参考文献 (14)

前言 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称为检波。广义的检波通常称为解调,是调制的逆过程,即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程;对调频波,是从它的频率变化提取调制信号的过程;对调相波,是从它的相位变化提取调制信号的过程。 工程实际中,有一类信号叫做调幅波信号,这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来,需要专门的电路,叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器,不论哪种振幅调制信号,都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是,对普通调幅信号来说,它的载波分量被抑制掉,可以直接利用非线性器件实现相乘作用,得到所需的解调电压,而不必另加同步信号,通常将这种振幅检波器称为包络。 为了生动直观的分析检波电路,利用最新电子仿真软件Multisim11.0进行二极管包络检波虚拟实验。Multisim具有组建电路快捷、波形生动直观、实验效果理想等优点。计算机虚拟仿真作为高频电子线路实验的辅助手段,是一种很好的选择,可以加深学生对一些抽象枯燥理论的理解,从而达到提高高频电子线路课程教学质量的目的。

包络检波器的设计与实现

2013~2014学年第一学期 《高频电子线路》 课程设计报告 题目:包络检波器的设计与实现 专业:电子信息工程 班级:11电信1班 姓名: 指导教师:冯锁 电气工程学院 2013年12月12日

任务书

摘要 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称为检波。检波广义的检波通常称为解调,是调制的逆过程,即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程;对调频波,是从它的频率变化提取调制信号的过程;对调相波,是从它的相位变化提取调制信号的过程。 工程实际中,有一类信号叫做调幅波信号,这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来,需要专门的电路,叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器,不论哪种振幅调制信号,都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是,普通调幅信号来说,它的载波分量被抑制掉,可以直接利用非线性器件实现相乘作用,得到所需的解调电压,而不必另加同步信号,通常将这种振幅检波器称为包络。 为了生动直观的分析检波电路,利用了最新电子仿真软件Multisim11.0进行二极管包络检波虚拟实验,Multisim具有组建电路快捷、波形生动直观、实验效果理想等优点。计算机虚拟仿真作为高频电子线路实验的辅助手段,是一种很好的选择,可以加深学生对一些抽象枯燥理论的理解,从而达到提高高频电子线路课程教学质量的目的。

目录 第1章设计目的及原理 (4) 1.1设计目的和要求 (4) 1.1设计原理 (4) 第2章指标参数的计算 (8) 2.1电压传输系数的计算 (8) 2.2参数的选择设置 (8) 第3章 Multisim的仿真结果及分析 (11) 总结 (16) 参考文献 (17) 答辩记录及评分表 (18)

实验6 二极管包络检波器

实验6 二极管包络检波器 —、实验准备 1.做本实验时应具备的知识点: ●振幅解调 ●二极管包络检波 2.做本实验时所用到的仪器: ●晶体二极管检波器模块 ●高频信号源 ●双踪示波器 ●万用表 二、实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统; 2.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;3.理解包络检波器只能解调m≤100%的AM波,而不能解调m>100%的AM波以及DSB 波的概念; 4.了解输出端的低通滤波器对AM波解调的影响; 三、实验内容 1.用示波器观察包络检波器解调AM波时的性能; 2.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。 四、基本原理 振幅解调即是从振幅受调制的高频信号中提取原调制信号的过程,亦称为检波。通常,振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种。 1.二极管包络检波 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,通常要求峰一峰值为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,如图9-1所示。 图中,10D01为检波管,10C02、10R08、10C07构成低通滤波器,10R01、10W01为二极管检波直流负载,10W01用来调节直流负载大小,10R02与10W02相串构成二极管检波交流负载,10W02用来调节交流负载大小。开关10K01是为二极管检波交流负载的接入与断开而设置的,10K01置“on ”为接入交流负载,10K01置“off ”为断开交流负载。10K02开关控制着检波器是接入交流负载还是接入后级低放。开关10K02拨至左侧时接交流负载,拨至右侧时接后级低放。当检波器构成系统时,需与后级低放接通。10BG01、10BG02对检波后的音频进行放大,放大后音频信号由10P02输出,因此10K02可控制音频信号是否输出,调节10W03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: a a m m RC 2 1-<< Ω 其中:a m 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ΩR 不相等,而且调幅度a m 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 R R m a Ω < 。

二极管包络检波实验,实验二,高频电子线路实验报告,南京理工大学紫金学院

高频实验报告 实验名称:二极管包络检波实验 姓名: 学号: 班级:通信 时间:2013.12 南京理工大学紫金学院电光系

一、 实验目的 1.加深对二极管大信号包络检波工作原理的理解。 2.掌握用二极管大信号包络检波器实现普通调幅波(AM )解调的方法。了解滤波电容数值对AM 波解调影响。 3.了解电路参数对普通调幅波(AM )解调影响。 图4-1是二极管大信号包络检波电路,图4-2表明了大信号检波的工作原理。输入信号)(t u i 为正并超过C 和1R 上的)(0t u 时,二极管导通,信号通过二极管向C 充电,此时)(0t u 随充电电压上升而升高。当)(t u i 下降且小于)(0t u 时,二极管反向截止,此时停止向C 充电并通过L R 放电,)(0t u 随放电而下降。充电时,二极管的正向电阻D r 较小,充电较快,)(0t u 以接近)(t u i 上升的速率升高。放电时,因电阻L R 比D r 大的多(通常Ω=k R L 10~5),放电慢,故)(0t u 的波动小,并保证基本上接近于)(t u i 的幅值。如果)(t u i 是高频等幅波,则)(0t u 是大小为0U 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)(t u i 的幅度增大或减少时,检波器输出电压)(0t u 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)(0t u 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)(0t u 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。 2.二极管大信号包络检波效率 检波效率又称电压传输系数,用d η表示。它是检波器的主要性能指标之一,用来描述检波器将高频调幅波转换为低频电压的能力。d η定义为: cm a m cm a m d U m U U m U ΩΩ= = )()(调幅波包线变化的幅度检出的音频电压幅度η 当检波器输入为高频等幅波时,输出平均电压0U ,则d η定义为 cm cm d U U U U 00)()(== 检波电压的幅值整出的直流电压η 这两个定义是一致的,对于同一个检波器,它们的值是相同的。由于检波原理分析可知,二极管包络检波器当C R L 很大而D r 很小时,输出低频电压振幅只略小于调幅波包络振幅,故d η略小于1,实际上d η在80%左右。并且R 足够大时, d η为常数,即检波器输出电压的平均值与输入高频电压的振幅成线性关系,所 以又把二极管峰值包络检波称为线性检波。检波效率与电路参数L R 、C 、0r 以及信号大小有关。它很难用一个简单关系式表达,所以简单的理论计算还不如根据经验估算可靠。如要更精确一些,则可查图表并配以必要实测数据得到。 3.二极管大信号包络检波器输入电阻 输入电阻是检波器的另一个重要的性能指标。对于高频输入信号源来说,检波器相当于一个负载,此负载就是检波器的等效输入电阻in R 。 d L in R R η2~- 上式说明,大信号输入电阻in R 等于负载电阻的一半再除以d η。例如 Ω=k R L 1.5,当d η=0.8,时,则Ω=?= k R in 2.38 .021 .5。 由此数据可知,一般大信号检波比小信号检波输入电阻大。 3.二极管大信号包络检波器检波失真

实验六 二极管包络检波电路资料

实验六 二极管包络检波电路 一、 实验目的 1. 掌握用二极管大信号包络检波器实现普通调幅波(AM )解调的方法。 2. 了解电路参数对普通调幅波(AM )解调影响。 二、实验使用仪器 1.集成乘法调幅实验板、二极管包络检波实验板 2.高频信号源、100MHz 双踪示波器、万用表。 图6-1是二极管大信号包络检波电路,图6-2表明了大信号检波的工作原理。输入信号)(t u i 为正并超过C 和L R 上的)(0t u 时, 二极管导通,信号通过二极管向C 充电,此时)(0t u 随充电电压上升而升高。当)(t u i 下降且小于)(0t u 时,二极管反向截止,此时停止向C 充 电并通过L R 放电,)(0t u 随放电而下降。充电时,二极管的正向电阻D r 较小,充电较快, )(0t u 以接近)(t u i 上升的速率升高。放电时,因电阻L R 比D r 大得多(通常Ω=k R L 10~5),放电慢,故)(0t u 的波动小,并保证基本上接近于)(t u i 的幅值。如果)(t u i 是高频等幅波,且L R 很大,则)(0t u 几乎是大小为0U 的直流电压,这正是带有滤波电容的半波整流电路。当输入信号)(t u i 的幅度增大或减少时,检波器输出电压)(0t u 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)(0t u 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)(0t u 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。 2.二极管大信号包络检波器的电压传输系数 电压传输系数是检波器的主要性能指标之一,用d η表示, cm a m cm a m d U m U U m U ΩΩ== )()(调幅波包线变化的幅度检出的音频电压幅度η 对于二极管包络检波器,当C R L 很大而D r 很小时,输出低频电压振幅只略小于调幅波包络振幅,故d η略小于1,实际上d η在80%左右。并且L R 足够大时,d η为常数,即检波器输出电压的平均值与输入高频电压的振幅成线性关系,所以又把二极管峰值包络检波称为线性检波。电压传输系数与电路参数L R 、C 、0r 以及信号大小有关,很难用一个简单关系式表达,所以d η常用实测估算得到。 3.二极管大信号包络检波器输入电阻 输入电阻是检波器的另一个重要的性能指标。对于高频输入信号源来说,检波器相当于一个负载,此负载就是检波器的等效输入电阻in R 。 d L in R R η2~ - 上式说明,大信号输入电阻in R 等于负载电阻的一半再除以d η。例如Ω=k R L 1.5,当d η=0.8,时,则Ω=?= k R in 2.38 .021 .5。 由此数据可知,一般大信号检波比小信号检波输入电阻大。 3.二极管大信号包络检波器检波失真 检波输出可能产生三种失真:第一种,由于检波二极管伏安特性弯曲引起的非线性失真;第二种是由于滤波电容放电慢引起的惰性失真;第三种是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的负峰切割失真。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。 (1) 惰性失真。如图6-3电路所示。

包络检波电路分析

四、振幅调制的解调 基本特性及实现模型 振幅检波电路 (一)、振幅调制的解调电路的基本特性及实现模型 ?定义:振幅调制波的解调电路称振幅检波电路,简称检波电路。检波是从振幅调制波中不失真的检出调制信号的过程。(它是振幅调制的逆过程)?功能:在频域上,该作用就是将已调幅波的调制信号频谱不失真地搬到零频率附近。检波乃是实现频谱线性搬移。 ?类型:同步检波,包络检波。 1、同步检波(主要解调DSB,SSB波,也可解调AM波) ①乘积型 A)实现模型 同步检波的关键在于取参考信号U r必须与输入原载波信号严格同步(同频,同相),因而实现电路较复杂些。 B)原理:振幅检波电路也是一种频谱搬移电路,可以用乘法器来实现。 以双边带调制信号的解调为例: (按此仿真) U S=V m cosΩt cosωC t为已调波 U r=V rm cosωC t为本地引入参考电压,称同步电压,要求与输入载波信号同频同相。

第一项与cosΩt成正比,是反应调制信号变化规律的有用分量,后两项为2ωC的双边 带调制信号,为无用的寄生分量,通过低通滤波将高频分量滤除,即可实现检波。 若任意多频信号可画出下列频谱示意图: 采用同样的工作原理,以上模型也可实现AM波和SSB波的解调。 ②叠加型(按此仿真) A)实现模型 B)原理 a) 若U s=U DSB=V m cosΩt cosωC t ,U r=V rm cosωC t

当V rm≥V sm 时, 合成信号为不失真的普通(标准)调幅波,可通过包络检波器检出所需要的调制信号。 b) 若U s=U SSB=V m cos(ωC+Ω)t ,U r=V rm cosωC t ,V rm>>V sm U= (用矢量叠加法) 经包络检波后U AV=ηd V rm(1+D cosΩt) 再经隔直电容后得U av=ηd DV rm cosΩt实现了不失真的解调。 2、包络检波 因U AM经由非线性器件后输出电流中含有能线性反映输入信号包络变化规律的音频信号分量(即反映调制信号变化规律)。所以包络检波仅适用于标准调制波的解调。此电路不需要加同步信号,电路显得较简单。

包络检波及同步检波实验

实验十二包络检波及同步检波实验 学院:光电与信息工程学院专业:电子信息工程姓名:学号: 一、实验目的 1.进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。 2.掌握二极管峰值包络检波的原理。 3.掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象,分析产生的原因并思考克服的方法。 4. 掌握用集成电路实现同步检波的方法。 二、实验内容 1.完成普通调幅波的解调。 2.观察抑制载波的双边带调幅波的解调。 3.观察普通调幅波解调中的对角切割失真,底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。 三、实验仪器

1.高频实验箱 1台 2.双踪示波器 1台 3.频率特性测试仪(可选)1台 四、实验原理及实验电路说明 检波过程是一个解调过程,它与调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号,与高频调幅信号的包络变化规律一致,故又称为包络检波器。 假如输入信号是高频等幅信号,则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊情况,在测量仪器中应用比较多。例如某些高频伏特计的探头,就是采用这种检波原理。 若输入信号是调幅波,则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛,如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。 从频谱来看,检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频,如图12-1 所示(此图为单音频Ω调制的情况)。检波过程也是应用非线性器

件进行频率变换,首先产生许多新频率,然后通过滤波器,滤除无用频率分量,取出所需要的原调制信号。 常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律,可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律,无法用包络检波进行解调,所以采用同步检波方法。 图12-1 检波器检波前后的频谱

包络检波器的设计与实现

包络检波器的设计与实 现 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

目录 前言 (1) 4总结 5参考文献

前言 调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称为检波。广义的检波通常称为解调,是调制的逆过程,即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程;对调频波,是从它的频率变化提取调制信号的过程;对调相波,是从它的相位变化提取调制信号的过程。 工程实际中,有一类信号叫做调幅波信号,这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来,需要专门的电路,叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器,不论哪种振幅调制信号,都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是,对普通调幅信号来说,它的载波分量被抑制掉,可以直接利用非线性器件实现相乘作用,得到所需的解调电压,而不必另加同步信号,通常将这种振幅检波器称为包络。 为了生动直观的分析检波电路,利用最新电子仿真软件进行二极管包络检波虚拟实验。Multisim具有组建电路快捷、波形生动直观、实验效果理想等优点。计算机虚拟仿真作为高频电子线路实验的辅助手段,是一种很好的选择,可以加深学生对一些抽象枯燥理论的理解,从而达到提高高频电子线路课程教学质量的目的。 1设计目的及原理 设计目的和要求 通过课程设计,使学生加强对高频电子技术电路的理解,学会查寻资料﹑方案比较,以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力,创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会,锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领,真正实现由课本知识向实际能力的转化;通过典型电路的设计与制作,加深对基本原理的了解,增强学生的实践能力。 要求:掌握串、并联谐振回路及耦合回路、高频小信号调谐放大器、高频功率放大器、混频器、幅度调制与解调、角度调制与解调的基本原理,实际电路设计及仿真。 设计要求及主要指标:用检波二极管设计一AM信号包络检波器,并且能够实现以下指标。 输入AM信号:载波频率200kHz正弦波。

二极管峰值包络检波器实验预习报告

二极管峰值包络检波器实验报告 一、 实验目的 1、进一步理解调幅信号的解调原理和实现方法 2、掌握包络检波器的基本电路及低通滤波器RC 参数对检波器输出的影响 3、进一步理解包络检波器中产生失真的机理及预防措施 二、实验仪器 双踪示波器 数字频率计 直流稳压电源 字万用表 三、实验原理与实验电路 二极管包络检波器分为峰值包络检波和平均包络检波。二极管峰值包络检波需要输入信号电压幅度大于0.5V ,检波器输出、输入之间是线性关系,故又称为线性检波。 输入回路提供调幅信号源。检波二极管通常选用导通电压小、导通电阻和结电容小的点接触型锗管。RC 电路有两个作用:一是作为检波器的负载,在两端产生解调输出的原调制信号电压;二是滤除检波电流中的高频分量。为此,RC 网络必须满足R C c <<ω1且 R C >>Ω1。式中,c ω为载波角频率,Ω为调制角频率。 检波过程实质上是信号源通过二级管向负载电容C 充电和负载电容C 对负载电阻R 放电的过程,充电时间常数为R d C ,R d 为二极管正向导通电阻。 放电时间常数为RC ,通常R>R d ,因此对C 而言充电快、放电慢。经过若干个周期后,检波器的输出电压V 0在充放电过程中逐步建立起来,该电压对二极管VD 形成一个大的负电压,从而使二极管在输入电压的峰值附近才导通,导通时间很短,电流导通角很小。当C 的充放电达到动态平衡后,V 0按高频周期作锯齿状波动,其平均值是稳定的,且变化规律与输入调幅信号的包络变化规律相同,从而实现了AM 信号的解调。 实验电路

四、实验步骤 按照电路图搭建实验电路,检查无误后接通电源,完成如下操作: 1、改变低通滤波器的滤波电容C L的大小(分别为0.02μF、0.2μF、2μF),用示波器观察输出信号的波形并记录。 2、改变低通滤波器的负载电阻R L的大小(分别为4kΩ、40kΩ、400kΩ),用示波器观察输出信号的波形并记录。 3、改变输出耦合电容C C的大小(分别为0.1μF、10μF、100μF),用示波器观察输出信号的波形并记录 五、思考题

高频 二极管包络检波

实验七二极管包络检波实验 121180166 赵琛 一.实验目的 1.加深对二极管大信号包络检波工作原理的理解。 2.加深对二极管大信号包络检波典型电路的理解。 3.掌握用二极管大信号包络检波器实现普通调幅波(AM)解调的方法,掌握滤波电容数值对AM波解调的影响,掌握惰性失真产生的原因和消除方法。4.掌握检波电路参数对普通调幅波(AM)解调的影响,掌握负峰切割失真产生的原因和消除方法。 二、实验使用仪器 1.集成乘法调幅实验板、二极管包络检波实验板 2.100MH泰克双踪示波器 3. FLUKE万用表 4. 高频信号源 图7-1是二极管大信号包络检波电路,图7-2表明了大信号检波的工作原理。

输入信号)(t u i 为正并超过C 和1R 上的)(0t u 时,二极管导通,信号通过二极管向C 充电,此时)(0t u 随充电电压上升而升高。当)(t u i 下降且小于)(0t u 时,二极管反向截止,此时停止向C 充电并通过L R 放电,)(0t u 随放电而下降。充电时,二极管的正向电阻D r 较小,充电较快,)(0t u 以接近)(t u i 上升的速率升高。放电时,因电阻L R 比D r 大的多(通常Ω=k R L 10~5),放电慢,故)(0t u 的波动小,并保证基本上接近于)(t u i 的幅值。如果)(t u i 是高频等幅波,则)(0t u 是大小为0U 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)(t u i 的幅度增大或减少时,检波器输出电压)(0t u 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)(0t u 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)(0t u 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。 2.二极管大信号包络检波效率 检波效率又称电压传输系数,用d η表示。它是检波器的主要性能指标之一,用来描述检波器将高频调幅波转换为低频电压的能力。d η定义为: cm a m cm a m d U m U U m U ΩΩ==)()(调幅波包线变化的幅度检出的音频电压幅度η 当检波器输入为高频等幅波时,输出平均电压0U ,则d η定义为 cm cm d U U U U 00)()(==检波电压的幅值整出的直流电压η 这两个定义是一致的,对于同一个检波器,它们的值是相同的。由于检波原理分析可知,二极管包络检波器当C R L 很大而D r 很小时,输出低频电压振幅只略小于调幅波包络振幅,故d η略小于1,实际上d η在80%左右。并且R 足够大时,d η为常数,即检波器输出电压的平均值与输入高频电压的振幅成线性关系,所以又把二极管峰值包络检波称为线性检波。检波效率与电路参数L R 、C 、0r 以

包络检波原理

由非线性器件和低通滤波器两部分组成。(图9-17 p244) 要求: R>>R 以保证: i充>>i放,即:τ充<<τ放 D , 一、工作原理(图9-18 p244)

v s为已调信号,v o为包络检波信号 1.v s正半周的部分时间(φ<90o) 二极管导通,对C充电,τ充=R D C ∵R D很小

∴τ充很小,v o≈v s 2.v s的其余时间(φ>90o) 二极管截止,C经R放电,τ放=RC ∵R很大 ∴τ放很大,C上电压下降不多,仍有:v o≈v s 1.2.过程循环往复,C上获得与包络(调制信号)相一致的电压波形,有很小的起伏。 故称:包络检波。 二、指标分析 因v s幅度较大,用折线法分析。 1. v s为等幅波 包络检波器波形(图9-19 p245)

2. v s为AM信号 v s=V s(1+m cosΩt)cosωo t 因为Ω<<ωo,所以包络变化缓慢,在ωo的几个周期内: V s'≈V s(1+m cosΩt)=常数(恒定值)

代入: v o=V s'cosφ≈V s(1+m cosΩt)cosφ =V s cosφ+m cosφcosΩt 式中: V s cosφ为与v o幅度成正比的AGC电压vΩ=m cosφcosΩt=VΩ'cosΩt (原调制信号) 实例:收音机中的检波电路(图9-25 p252) 3.包络检波器的指标 (1)电压传输系数

理想:R >>R D ,φ→0,K d =1 实际例: R =5.1kΩ, R D =100Ω时:φ≈33o ,K d ≈0.84 R =4.7kΩ,R D =470Ω时:φ≈55o ,K d ≈0.55 通常取:K d =0.5(-6dB)来估算检波器效率 (2)等效输入电阻 经推导:R i =R /(2K d ) 理想:K d =1时,R i =R /2 实际:K d <1 ,R i 更大(对前级有利)。 (3)非线性失真 原因: ①v s 较小时,工作于非线性区; ②R 较小时,R D 的非线性作用↑。 解决:R 足够大时,R D 的非线性作用↓,R 的直流电压负反馈作用↑。但R (RC )过大时,将产生: (a) 惰性失真(τ放 跟不上v s 的变化);

峰值包络检波器检波原理及失真分析

峰值包络检波器检波原理及失真分析 【摘要】 峰值包络检波器是由二极管,电阻,电容组成,电路结构十分简单。 检波原理是信号源通过二级管向负载电容C 充电和负载电容C 对负载电阻R 放电的过程,当C 的充放电达到动态平衡后,V 0按高频周期作锯齿状波动,其平均值是稳定的,且变化规律与输入调幅信号的包络变化规律相同,从而实现了AM 信号的解调。峰值包络检波会带来失真,包括惰性失真和负峰切割失真。现在应用不多,但对调幅解调的了解有很大的帮助。 【关键词】 包络检波 锯齿状 原理 失真 惰性 负峰切割 前 言 随着科技的发展,无线电通信在如今应用非常广泛 ,正如现在广泛使用的对讲机一样,即时沟通、经济实用、运营成本低、使用方便 , 同时还具有组呼通播、系统呼叫、机密呼叫等功能。在处理紧急突发事件中,在进行调度指挥中其作用是其他通信工具所不能比拟的。因此,为了更好的理解在高频电子线路中所学的知识和为以后的工作实践打好基础,我们三人借课程设计之际设计了一款峰 值包络检波器。 一、实验电路 实验电路图: 图1 峰值包络检波器原理图 二、工作原理? (1)实验波形如图: 图2 峰值包络检波波型图 RC 电路有两个作用:一是作为检波器的负载;在两端产生解调输出的原调制信号电压;二是滤除检波电流中的高频分量。为此,RC 网络必须满足 R C c <<ω1 且 R C >>Ω1 。式中,c ω为载波角频率,Ω为调制角频率。 1.v s 正半周的部分时间(φ<90o )

二极管导通,对C充电,τ充=R D C。因为?R D很小,所以τ充很小,v o≈v s 2.v s的其余时间(φ>90o) ??二极管截止,C经R放电,τ放=RC。因为?R?很大,所以τ放很大,C上电压下降不多,仍有:v o≈v s ?1 ,2过程循环往复,C上获得与包络(调制信号)相一致的电压波形,有很小的起伏。故称包络检波。 检波过程实质上是信号源通过二级管向负载电容C充电和负载电容C对负载 电阻R放电的过程,充电时间常数为R d C,R d 为二极管正向导通电阻。放电时间 常数为RC,通常R>R d ,因此对C而言充电快、放电慢。经过若干个周期后,检波 器的输出电压V 在充放电过程中逐步建立起来,该电压对二极管VD形成一个大的负电压,从而使二极管在输入电压的峰值附近才导通,导通时间很短,电流导 通角很小。当C的充放电达到动态平衡后,V 按高频周期作锯齿状波动,其平均值是稳定的,且变化规律与输入调幅信号的包络变化规律相同,从而实现了AM 信号的解调。 (2)指标分析 ??因v s幅度较大,用折线法分析。 1.?v s为等幅波 ??包络检波器波形: 图3 包络检波器波形 2.?v s为AM信号 ?v s=V s(1+mcosΩt)cosωo t ???因为Ω<<ωo,所以包络变化缓慢,在ωo的几个周期内:

实验四二极管大信号包络检波器资料

实验报告 成绩 班级电子112 学号1886110233 姓名张影课程名称 高频电子线路实验与课程设计实验日期2013\11\20 实验名称二极管大信号包络检波器 实验目的: 1、通过实验熟悉大信号检波的工作原理。 2、掌握用二极管大信号包络检波器实现普通调幅波(AM )解调的方法。 3、初步掌握包络检波器的工程估算方法和检波特性的测试方法。 4、了解电路参数对普通调幅波(AM )解调影响。 5、研究电路参数对检波特性的影响。 实验原理: 1、二极管大信号包络检波工作原理 u i t t u 2 u 2u i Ucm m a U cm U 0 U Ωm直流成分U 0 图(1)大信号检波电路图(2)大信号检波原理 图(1)是二极管大信号包络检波电路,图(2)表明了大信号检波的工作原理。输入信号)(t u i 为正并超过C 和L R 上的)(0t u 时,二极管导通,信号通过二极管向C 充电,此时)(0t u 随充电电压上升而升高。当)(t u i 下降且小于)(0t u 时,二极管反向截止,此时停止向C 充电并通过L R 放电,)(0t u 随放电而下降。充电时,二极管的正向电阻D r 较小,

充电较快,)(0t u 以接近)(t u i 上升的速率升高。放电时,因电阻 L R 比D r 大得多(通常k R L 10~5),放电慢,故)(0t u 的波动小,并保证基本上接近于)(t u i 的幅值。如果)(t u i 是高频等幅波,且L R 很大,则)(0t u 几乎是大小为0U 的直流电压,这正是带有滤波电容的半波整流电路。当输入信号)(t u i 的幅度增大或减少时,检波器输出电压)(0t u 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)(0t u 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 )(0t u 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。 2、二极管大信号包络检波器检波失真 检波输出可能产生三种失真:第一种,由于检波二极管伏安特性弯曲引起的非线性失真;第二种是由于滤波电容放电慢引起的惰性失真;第三种是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的负峰切割失真。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。 (1) 惰性失真。如图(3)电路所示。 t u u i u 0 图(3)惰性失真原理图 避免惰性失真的条件是 2 )(11L a CR m 上式表明若L CR 放电慢,将促成发生惰性失真。 (2)割底失真。如图(4)所示。

实验六 AM包络检波仿真电路

实验六 AM 包络检波仿真电路 一、实验目的 1.掌握二极管包络检波的原理及电路设计方法。 2.了解二极管包络检波电路中元件选择要求及对检波器性能的影响; 3. 学会检波器的检测方法。 二、实验仪器 1.计算机(EWB 仿真软件) 三﹑实验原理 1.二极管包络检波器 调幅波的解调是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称之为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器,同步检波器。本实验主要完成二极管 包络检波。 二极管包络检波器是包络检波中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调含有较大载波分量电平的AM 波(俗称大信号,通常要求峰-峰值为1V 以上)。它具有电路简单, 检波线性好,易于实现等优点。电路构成如图4-6-1所示: 图4-6-1包络检波器电路图 图中D 为检波二极管,C 、L R 为检波负载,C 起高频旁路作用。当输入电压 s u 为正半 周时,二极管D 导通,电流对C 迅速充电,由于二极管的正向电阻D R 较小,C 上的电压很快上升到峰值;当s u 由最大下降时,D 截止,C 通过L R 放电,由于D L R R ,所以放电很慢,C 上的电压稍有下降。第二个周期 正半周上升到 C 上的电压后,二极管D 再次导通。这样循环往复的结果,在C 、L R 上得到包含直流分量、低频调制信号分量和微小高频信号分量的低频输出电压o u , 如图4-6-2所示。 图4-6-2 2.检波器的非线性失真 在二极管峰值型检波器中,如果电路参数选择不恰当,将出现两种特有失真, (1)惰性失真: 在二极管峰值型检波器中,如果检波负载 时间常数C R L 太大,则电容C 的放电速度很慢,C 的两端电压不能随输入已调波包络而迅速变化,就会产生输出信号的非线性失真,这种非线性失真是因电容放电的惰性引起的,故称为惰 性失真,如图4-6-3所示。 图4-6-3

大信号检波器电路--串联型二极管峰值包络检波器

大信号检波器电路--串联型二极管峰值包络检波器 大信号(0.5V以上)检波器,也称包络检波器。 1、串联型二极管峰值包络检波器 该种检波器的原理电路如图5.5-10A所示。在电路中,信号源U1、二极管VD和检波负载RLCL是串联相接的,故称之为串联型二极管峰值包络检波器。电路是利用VD单向导电和检波负载RLCL充放电而工作的。VD的寻通与否决定于高频输入电压U1和输出电压UO(即电容CL上的电压UCL)之差(U1-U 0),在高频信号正半周(U1-U0)﹥0期间VD导通,流过VD的高频电流ID对CL导通时充电,充电时间常数为RDCL(RD很小为VD导通时的内阻)很小,U0在很短时间内就接近高频电压最大值。在(U 1-U0)﹤0期间,VD截止,电容CL通过RL放电,由于放电时间常数RLCL(》RDCL)远大于高频信号周期,故放电很慢,这样不煌地循环反复充放电,就得到如图5.5-10B中电压波形。由于U0与U1的 幅度相当接近,峰值包络检波由此而得名。 图5.5-10C为检波二极管电流电压波形,ID呈脉冲状,其幅度随U1包络的变化而变化,ID中含有的平均电流UDEV在负载RL上的压降即为输出电压UO。可以证明,当U1=UC(1+MACOSOT)COSOC T时UO中调制信号分量UOO为: 式中θ为二极管导通时通角之半,它为仅与RD与RL有关的一个常数。θ、RL、RD三者的关系为:

R1D决定于θ,即取决于RD/RL,因此,也可根据RD/RL值,通过表5.5-3查出R1D值。 包络检波器常有两种非线性失真:一是对角切割失真、二是负峰切割失真。 图5.5-11示出对角切割失真情况。产生该种失真的原因是检波电路的时间常数RLCL选得过大,以使电容CL的放电速率跟不上包络变化速率所造成的。为了避免对角切割失真的产生,对于单音调制选取时间 常数RLCL时必须满足下式

高频包络检波,同步检波实验报告

高频实验报告 ————振幅解调器(包络检波,同步检波) 姓名:王少阳 学号:201300800134 班级:2013级电子一班 一、二极管包络检波: (一)AM波的解调 1、m=30%的AM波解调 上面是8TP03的输出,下面是10TP02的输出 2、m=100%的AM波解调 上面是8TP03的输出,下面是10TP02出的输出 3、m>100%的AM波解调

上面是8TP03的输出,下面是10TP02出的输出4、对角线切割失真 上面是8TP03的输出,下面是10TP02出的输出5、底部切割失真波形 上面是8TP03的输出,下面是10TP02出的输出

(二)DSB波的解调 上面为8TP03的输出,下面为10TP02的输出 上面为8TP02的输出,下面为10TP02的输出二:集成电路(乘法器)构成的同步检波器1、DSB波的解调 2、SSB波的解调

实验报告要求: 1、 2、 1、产生对角切割失真的原因是滤波时间常数RC选得过大,以致滤波电容的放电速率跟不上包络变化速率所造成。 2、底部切割失真是由于检波器的低频交流负载与直流负载电阻不同而引起的,通常检波被输出的低频电压经耦合电路[图7(a)中的R1C1]再送至低频放大器中去由于C1数值很大,(约为10微法)它的两端降有直流电压为载波幅度的平均值Uco若R1

实验7 同步检波实验

实验7 二极管包络检波器 —、实验准备 1.做本实验时应具备的知识点: ●振幅解调 ●模拟乘法器实现同步检波 2.做本实验时所用到的仪器: ●集成乘法器幅度解调电路模块 ●高频信号源 ●双踪示波器 ●万用表 二、实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统; 2.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; 3.了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响; 4.理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。

三、实验内容 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。 四、基本原理 1.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7-2所示。图中,恢复载波v c先加到输入端9P01上, 再经过电容9C 01 加在⑻、⑽脚之间。已调幅波v amp先加到输入端9P02上,再经过电容9C02加在⑴、⑷脚之间。相乘后的信号由(6)脚输 出,再经过由9C 04、9C 05 、9R 06 组成的 型低通滤波器滤除高频分量后,在解调输出端(9P03)提取出调制信号。 需要指出的是,在图9-2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。 五、实验步骤 (一)实验准备 1.选择好需做实验的模块:集成乘法器幅度调制电路、集成乘法器幅度解调电路。 2.接通实验板的电源开关,使相应电源指示灯发光,表示已接通电源即可开始实验。 注意:做本实验时仍需重复实验4中部分内容,先产生调幅波,再供这里解调之用。

包络检波电路分析

四、振幅调制的解调(检波) 基本特性及实现模型 振幅检波电路 (一)、振幅调制的解调电路的基本特性及实现模型 ?定义:振幅调制波的解调电路称振幅检波电路,简称检波电路。检波是从振幅调制波中不失真的检出调制信号的过程。(它是振幅调制的逆过程)?功能:在频域上,该作用就是将已调幅波的调制信号频谱不失真地搬到零频率附近。检波乃是实现频谱线性搬移。 ?类型:同步检波,包络检波。 1、同步检波(主要解调DSB,SSB波,也可解调AM波) ①乘积型 A)实现模型 同步检波的关键在于取参考信号U r必须与输入原载波信号严格同步(同频,同相),因而实现电路较复杂些。 B)原理:振幅检波电路也是一种频谱搬移电路,可以用乘法器来实现。 以双边带调制信号的解调为例: (按此仿真) U S=V m cosΩt cosωC t为已调波 U r=V rm cosωC t为本地引入参考电压,称同步电压,要求与输入载波信号同频同相。

第一项与cosΩt成正比,是反应调制信号变化规律的有用分量,后两项为2ωC的双边 带调制信号,为无用的寄生分量,通过低通滤波将高频分量滤除,即可实现检波。 若任意多频信号可画出下列频谱示意图: 采用同样的工作原理,以上模型也可实现AM波和SSB波的解调。 ②叠加型(按此仿真) A)实现模型 B)原理 a) 若U s=U DSB=V m cosΩt cosωC t ,U r=V rm cosωC t

当V rm≥V sm 时, 合成信号为不失真的普通(标准)调幅波,可通过包络检波器检出所需要的调制信号。 b) 若U s=U SSB=V m cos(ωC+Ω)t ,U r=V rm cosωC t ,V rm>>V sm U= (用矢量叠加法) 经包络检波后U AV=ηd V rm(1+D cosΩt) 再经隔直电容后得U av=ηd DV rm cosΩt实现了不失真的解调。 2、包络检波 因U AM经由非线性器件后输出电流中含有能线性反映输入信号包络变化规律的音频信号分量(即反映调制信号变化规律)。所以包络检波仅适用于标准调制波的解调。此电路不需要加同步信号,电路显得较简单。

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