二极管包络检波电路原理及失真探究

二极管包络检波电路原理及失真探究
二极管包络检波电路原理及失真探究

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 1.二极管包络检波的工作原理 当输入信号较大(大于0.5伏)时,利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调,称为大信号检波。 大信号检波原理电路如图12-2(a)所示。检波的物理过程如下:在高频信号电压的正半周时,二极管正向导通并对电容器C充电,由于二极管的正向导通电阻很小,所以充电电流i D很大,使电容器上的电压V C很快就接近高频电压的峰值。充电电流的方向如图12-2(a)图中所示。

检波器设计(完整版)概要

职业技术学院学生课程设计报告 课程名称:高频电路课程设计 专业班级:信工102 姓名: 学号:20110311202 学期:大三第一学期

目录 1课程设计题目……………………………………………2课程设计目的…………………………………………3课程设计题目描述和要求……………………………4课程设计报告内容……………………………………… 4.1二极管包络检波电路的设计……………………… 4.2同步检波器的设计……………………………5结论……………………………………………………6结束语………………………………………………………7参考书目……………………………………………………8附录………………………………………………………

摘要 振幅调制信号的解调过程称为检波。有载波振幅调制信号的包络直接 反映调制信号的变化规律,可以用二极管包络检波的方法进行检波。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 换规律,无法用包络检波进行解调,所以要采用同步检波方法。 同步检波器主要是用于对DSB和SSB信号进行解调(当然也可以用于AM)。它的特点是必须加一个与载波同频同相的恢复载波信号。外加载波信 号电压加入同步检波器的方法有两种。利用模拟乘法器的相乘原理,实现 (t),和输入的同步 同步检波是很简单的,利用抑制载波的双边带信号V s (t),经过乘法器相乘,可得输出信号,实现了双 信号(即载波信号)V c 边带信号解调 课程设计作为高频电子线路课程的重要组成部分,目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容,基本掌握数字系统设计和调试的方法,增加集成电路应用知识,培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解,学会设计中小型高频电子线路的方法,独立完成调试过程,增强我们理论联系实际的能力,提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新,为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 通过设计,一方面可以加深我们的理论知识,另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性,将理论知识上升到一个实践的阶段。

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

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)

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

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。

包络检波器设计书

《通信电子线路》课程设计说明书 包络检波器 学院:电气与信息工程学院 学生:磊 指导教师:欣职称/学位实验师 专业:通信工程 班级:通信1302班 学号: 1330440253 完成时间: 2015-12-31

工学院通信电子线路课程设计课题任务书 学院:电气与信息工程学院专业:通信工程

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。 关键词:调幅波;低频信号;振幅检波

目录 1 绪论 0 2 包络检波器设计原理 (1) 2.1原理框图 (1) 2.2原理电路 (2) 2.3工作原理分析 (2) 2.4 峰值包络检波器的输出电路 (4) 2.5 电压传输系数 (4) 2.6检波器的惰性失真 (5) 2.7检波器的底部切割失真 (6) 3包络检波器电路设计 (7) 4调试 (8) 4.1 AM发射机实验 (8) 4.2 AM接收机实验 (9) 参考文献 (11) 致 (12)

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。

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 按高频周期作锯齿状波动,其平均值的过程,当C的充放电达到动态平衡后,V 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 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。 (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:

包络检波和同步检波实验

实验七 包络检波和同步检波 一、实验目的 1、掌握二极管峰值包络检波的原理; 2、掌握同步检波的原理; 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。 二、实验仪器 1、示波器 一台 2、稳压电源 一台 3、频谱分析仪 一台 4、高频毫伏表 一台 5、万用表 一台 三、实验原理和相关知识 振幅解调是振幅调制的逆过程,通常称为检波。它的作用是从已调制的高频振荡中恢复出原来的调制信号。检波过程与调制过程正好相反。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。图7-1 给出了检波器检波前后的频谱和波形。 u i 非线性电路(器件) 低通滤波器 u Ω f t t f 0F (a ) (b ) f c +F f c f c £F 图7-1 检波器检波前后的频谱 检波器可分为包络检波和同步检波两大类。AM 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。包络检波又分为平方律检波、峰值包络检波、平均包络检波等。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。 1二极管(大信号)峰值包络检波器 二极管包络检波器的工作原理:主要是利用二极管的单向导电特性和检波负载RC 的充放电过程来完成调制信号的提取。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。 串联式二极管(大信号)包络检波器如图7-2所示:在高频信号电压的正半周时,二极管正向导通并对电容器C 充电,由于二极管的正向导通电阻很小,所以充电电流i D 很大,使

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。

包络检波及同步检波实验报告

实验十三包络检波及同步检波实验 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、实验原理 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。 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 1.二极管包络检波的工作原理 当输入信号较大(大于0.5伏)时,利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调,称为大信号检波。 大信号检波原理电路如图12-2(a)所示。检波的物理过程如下:在高频信号电压的正半周时,二极管正向导通并对电容器C 充电,由于二极管的正向导通电阻很小,所以充电电流D i 很大,使电容器的电压C V 很快就接近高频电压的峰值。充电电流的方向如图12-2(a)图中所示。

(a) (b) 图12-2 本实验电路如图12-3所示,主要由二极管D 及RC 低通滤波器组成,利用二极管的单向导电特性和检波负载RC 的充放电过程实现检波,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 max 1-<< Ω 其中:m为调幅系数,max Ω为调制信号最高角频率。 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 又相当大时会产生负峰切割失真(又称底边切割失真),为了保证不产生负峰切割失真应满足R R m a Ω <。 2.同步检波 1)同步检波原理 同步检波器用于载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的电压。同步检波器的名称由此而来。 外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式: 图12-4 同步检波器方框图 一种是将它与接收信号在检波器中相乘,经低通滤波器后检出原调制信号,如图12-4(a)所示;另一种是将它与接收信号相加,经包络检波器后取出原 输出 输入

包络检波器

包络检波器 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 4、

二极管峰值包络检波器的设计

******************* 实践教学 ******************* 计算机与通信学院 2012年秋季学期 《通信系统基础实验》设计报告题目:二极管峰值包络检波器的设计

目录 一、实验目的 (1) 1.1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的调制方法 (1) 1.2、了解调幅波解调的原理,掌握调幅波的解调方法 (1) 1.3、了解二极管包络检波的主要指标,检波效率及波形失真 (1) 1.4、掌握用集成电路实现同步检波的方法 (1) 二、设计指标 (1) 三、整体电路图说明 (1) 四、详细单元电路设计 (2) 4.1、峰值包络检波 (2) 4.2、失真电路 (3) 4.3、改进电路 (5) 4.4、实验电路 (5) 五、整体电路设计与仿真结果 (6) 5.1、混频器仿真电路仿真图 (6) 5.2、包络检波仿真 (7) 六、设计总结 (7) 七、参考文献 (8)

一、实验目的 1.1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的调制方法 1.2、了解调幅波解调的原理,掌握调幅波的解调方法 1.3、了解二极管包络检波的主要指标,检波效率及波形失真 1.4、掌握用集成电路实现同步检波的方法 二、设计指标 2.1、输入AM信号 2.2、输出信号 三、整体电路图说明 在设计电路时要考虑选择性和通频带的要求,保证输出的高频波纹小,减小频率 失真,避免惰性失真和负峰切割失真。在选择二极管时要选择正向电阻小、反向电阻大、结电容小最高工作频率高的二极管。一般多用点触型锗二极管2AP系列。其正向电阻小,正向电流上升快,在信号较小时就可以进入大信号线形检波区。电阻R的选择,主要考虑输入电阻及失真的问题,同时考虑对Kd的影响.容C不能太大,以防止惰性失真:C太小又会使高频波纹大,应使RC>>Tc。 图1:整体电路图

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。

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);

包络检波器的设计与实现

包络检波器的设计与实现 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

目录 前言 (1) 1 设计目的及原理 (2) 设计目的和要求 (2) 设计原理 (2) 2包络检波器指标参数的计算 (6) 电压传输系数的计算 (6) 参数的选择设置 (6) 3 包络检波器电路的仿真 (9) Multisim的简单介绍 (10) 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。

晶体管检波电路的设计讲解

高频电子线路课程设计说明书晶体管检波电路设计 学生姓名: 指导教师: 专业: 班级: 完成时间:

摘要 包络检波电路有很多种,无源的有二极管检波,有源的有三极管、运放等;还有单向检波、桥式检波、同步检波等等。最简单的,也是用得最多的就是二极管和三极管。若之前用三极管检波可以实现,那么还是用三极管的吧。要检查几个方面:1、输入信号的幅度是否足够大,电流回路是否完整;2、三极管的偏置应是微导通或略低于导通,保证单向性;3、输出信号需滤波,幅度应符合后级使用要求,否则应加以放大。用二极管检波也无不妥,要检查几个方面:1、输入信号的幅度是否足够大,要保证使二极管导通,并注意电流回路是否完整;2、给二极管加偏压,使之微导通,保证正向波形电压顺利通过、反向波形被截止,波形完整;3、检波后的信号需滤波,幅度应符合后级使用要求,否则应加以放大。 检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。 检波(也称解调)二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来,广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中,其工作频率较高,处理信号幅度较弱。 常用的国产检波二极管有2AP系列锗玻璃封装二极管。常用的进口检波二极管有1N34/A、1N60等。 关键词:检波;二极管;频率特性;包络检波

目录 第一章系统分析 (3) 1.1设计课题任务和技术指标 (3) 1.2基本原理 (3) 第二章设计课题的仿真分析晶体管检波电路虚拟实现 (8) 2.1设计课题的参数选择 (8) 2.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果 (9) 2.3 软件仿真中出现的问题及解决方法 (11) 第三章硬件电路组装调试 (12) 3.1 使用主要仪器和仪表 (12) 3.2 测试电路的方法和技巧 (12) 3.3 测试数据 (12) 3.4 调试中出现的故障 (12) 第四章电路总结 (12) 第五章元器件清单 (13) 第六章收获和体会 (15) 参考文献 (16)

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

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