二极管包络检波电路的仿真分析
二极管包络检波电路的仿真分析
[摘要]本文介绍了二极管包络检波电路的构成，通过Multisim软件对电路的参数进行选择和输出波形进行了仿真与分析。结果表明，利用该软件可以分析设计出满足不同要求的检波电路系统，降低设计复杂度，提高设计效率，缩短设计周期。
[关键词]二极管包络检波电路Multisim仿真
一、引言
在高频电子电路中，包络检波器是一种很常用的电路。
二极管包络检波器主要由二极管和RC低通滤波电路组成。二极管导通时，输入信号向C充电，充电时常数为RC，充电快；二极管截止时，C向R放电，放电快。在输入信号作用下，二极管导通和截止不断重复，直到充放电达到平衡后，输出信号跟踪了输入信号的包络。如果参数选择不当，二极管包络检波器会产生惰性失真和负峰切割失真。惰性失真是由于RC过大而造成的，负峰切割失真主要是由于交直流等效电阻不同造成的。
二、电路结构
在Multisim 仿真电路窗口创建图1所示电路。该电路中，V1是幅度为1 V、频率为20 kHz的高频载波信号；V2是幅度为1 V、频率为1 kHz的低频调制信号。经乘法器A1后，得到AM调制信号，该调制信号再经过包络检波器检波输出。
三、工作原理
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。
二极管检波电路
二极管检波电路 二极管检波电路及故障处理 检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程，也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号，还必须使用滤波器滤除高频分量，所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。 如图9-48所示是二极管检波电路。电路中的VD1是检波二极管，C1是高频滤波电容，R1是检波电路的负载电阻，C2是耦合电容。 图9-48 二极管检波电路 1．电路分析准备知识 众所周知，收音机有调幅收音机和调频收音机两种，调幅信号就是调幅收音机中处理和放大的信号。见图中的调幅信号波形示意图，对这一信号波形主要说明下列几点： （1）从调幅收音机天线下来的就是调幅信号。 （2）信号的中间部分是频率很高的载波信号，它的上下端是调幅信号的包络，其包络就是所需要的音频信号。 （3）上包络信号和下包络信号对称，但是信号相位相反，收音机最终只要其中的上包络信号，下包络信号不用，中间的高频载波信号也不需要。 2．电路中各元器件作用说明 如表9-43所示是元器件作用解说。 表9-43 元器件作用解说
如图9-51所示是检波二极管导通后的三种信号电流回路示意图。负载电阻构成直流电流回路，耦合电容取出音频信号。 图9-51 检波二极管导通后三种信号电流回路示意图 4．故障检测方法及电路故障分析 对于检波二极管不能用测量直流电压的方法来进行检测，因这这种二极管不工作在直流电压中，所以要采用测量正向和反向电阻的方法来判断检波二极管质量。 当检波二极管开路和短路时，都不能完成检波任务，所以收音电路均会出现收音无声故障。 5．实用倍压检波电路工作原理分析 如图9-52所示是实用倍压检波电路，电路中的C2和VD1、VD2构成二倍压检波电路，在收音机电路中用来将调幅信号转换成音频信号。电路中的C3是检波后的滤波电容。通过这一倍压检波电路得到的音频信号，经耦合电容C5加到音频放大管中。 图9-52 实用倍压检波电路
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。
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
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)
二极管检波电路设计
目录 第1章二极管检波电路设计方案论证 (1) 1.1检波的定义 (1) 1.2二极管检波电路原理 (1) 1.3二极管检波电路设计的要求及技术指标 (1) 第2章对二极管检波电路各单元电路设计 (2) 2.1检波器电路设计检波器电路 (2) 2.1.1检波器电路原理及工作原理 (2) 2.1.2检波器质量指标 (3) 第3章二极管检波电路整体电路设计及仿真结果 (4) 3.1整体电路图及工作原理 (4) 3.3电路仿真图形 (4) 第4章总结 (5) 参考文献 (6) 元器件清单 (7)
第1章二极管检波电路设计方案论证 1.1检波的定义 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；对调频波来说，是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波来说，是从它的相位变化提取调制信号的过程。 狭义的检波是指从调幅波的包络提取调制信号的过程。因此，有时把这种检波称为包络检波或幅度检波。图1-20-21出了表示这种检波的原理：先让调幅波经过检波器（通常是晶体二极管），从而得到依调幅波包络变化的脉动电流，再经过一个低通滤波器滤去高频成分，就得到反映调幅波包络的调制信号 1.2二极管检波电路原理 调幅波信号是二极管检波电路的输入，由于二极管只允许单向导电，所以，如果使用的是硅管，则只有电压高于0.7V的部分可以通过二极管。 同时，由于二极管的输出端连接了一个电容，这个电容与电阻配合对二极管输出中的高频信号对地短路，使得输出信号基本上就是AM信号包络线。电容和电阻构成的这种电路功能叫做滤波。 1.3二极管检波电路设计的要求及技术指标 1．对常规调幅信号进行二极管检波解调并仿真，能够观察输入输出波形。 2．根据电路结果求出电压利用系数 3．判断设计的电路是否能够产生失真 参数：常规调幅信号调幅系数为0.5，输入信号载波频率10000HZ，载波电压100mV左右。
检波二极管应用电路
检波二极管应用电路 检波二极管应用电路1.收音机检波电路收音机检披电路的任务是将465kHz中频调幅信号还原为音频信号。图14-7为两种常用的收音机检披电路，中频电路采用PNP型半导体二极管时.其检波电路如图14-7(a)所示;采用NPN型半导体二极管时，其电路如图14-7(b)所示。检波电容C1的电容值一般为5100pF-0.01μF。电位器RP为检波负载，其阻值一般取4.7kΩ。R1与C2是为更好地滤掉残余中频部分而设置的阻容滤波器，R1取500-1000Ω,C2取0.1μF。自动增益A 检波二极管应用电路 1.收音机检波电路 收音机检披电路的任务是将465kHz 中频调幅信号还原为音频信号。图14-7 为两种常用的收音机检披电路，中频电路采用PNP型半导体二极管时.其检波电路如图14-7 (a) 所示;采用NPN 型半导体二极管时，其电路如图14-7 (b) 所示。检波电容C1的电容值一般为5100pF - 0.01μF。电位器RP 为检波负载，其阻值一般取4.7k Ω。R1与C2 是为更好地滤掉残余中频部分而设置的阻容滤波器，R1取500 - 1000Ω , C2取0.1μF 。自动增益AGC 的电压是利用检波输出电压直流成分的一部分，加到控制管基极来完成的。 2. 调频、调幅收音机检波及鉴频电路 图14-8 是一个调频、调幅收音机共用的检波、鉴频电路，其VT2是中放的末级电路。 中频变压器T1调谐于10.7MHz 调频波的中频，T2调谐于465kHz周幅波的中频，T1的输出端与比例鉴频器电路耦合，通过鉴频电路解调出调频波中的音频信号。T2的输出端与二极管检波电路耦合，通过检波电路解调出调幅波中的音频信号。S为调频、调幅选择开关。 3. 来复式收音机中的检波电路 图14-9 所示是来复式收音机电路，其中VD1和VD2组成倍压检波电路，C3 为高频滤被电容器。检波后得到的低频信号再加到VT1的输出端，再作一次低频放大，然后送给耳机。
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
二极管检波电路的设计
高频电子线路课程设计（论文）题目：二极管检波电路设计 院（系）：信息科学与工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：
课程设计（论文）任务及评语
目录 第1章课程设计的基本概念 (1) 1.1 检波电路的基本概念 (1) 第2章课程设计目的与要求 (1) 2.1 课程设计目的 (1) 2.2 课程设计的实验环境 (1) 2.3 课程设计的预备知识 (1) 2.4 课程设计要求 (1) 第3章课程设计内容 (1) 3.1电路原理设计 (1) 3.2设计电路 (5) 3.3电路分析 (5) 3.4总结 6参考文献 (6)
第一章课程设计的基本概念 1.1检波电路的基本概念 调幅信号的解调就是从已调波信号中还原出原调制信号,这个过程是调制的逆过程,称为振幅检波,简称为检波。 从频谱关系看，调幅是把调制信号的频谱搬移到高频载波附近：检波则是把已调波中的边带信号不失真地从高频载波附近搬移到原来的位置，因此检波电路也是频谱搬移电路。 检波方法可分为两大类：包络检波和同步检波，包络检波是指检波器的输出电压直接反映高频调幅波包络变化规律的一种检波方法。由于普通调幅波的包络反映了调制信号的规律，与调制信号成正比，因此包络检波适用于普通调幅波的解调。接下来将介绍二极管包络检波电路。 第二章课程设计目的与要求 2.1 课程设计目的 本课程的课程设计是设计一个简单的二极管检波电路，通过本次设计，让学生掌握高频电子线路的设计方法，并将其与仿真联系起来，理论与实践相结合，培养学生的设计能力。 2.2 做仿真部分：课程设计的实验环境 硬件要求能运行Windows 9.X操作系统的微机系统。EWB仿真操作系统。 2.3 课程设计的预备知识 熟悉EWB仿真操作系统，及高频电子线路课程。 2.4 课程设计要求 按课程设计指导书提供的课题，按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。
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。
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。
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)；