包络检波器设计书分析
包络检波器设计书讲解
《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姓名：张磊指导教师：李欣职称/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湖南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 (1)2 包络检波器设计原理 (2)2.1原理框图 (2)2.2原理电路 (3)2.3工作原理分析 (3)2.4 峰值包络检波器的输出电路 (5)2.5 电压传输系数 (5)2.6检波器的惰性失真 (6)2.7检波器的底部切割失真 (7)3包络检波器电路设计 (8)4调试 (9)4.1 AM发射机实验 (9)4.2 AM接收机实验 (10)参考文献 (12)致谢 (13)1 绪论无线通信的发展经历了三个阶段，首先，远古时期的手段是用烽火和旗语。
其次，到近代出现了有线通信，其中著名的发明就是1837年Morse发明得电报和1876年Bell发明的电话。
包络检波电路设计原理
包络检波电路设计原理
包络检波电路设计原理是将调制信号进行检波，获取其包络信号的电路。
通常用于调幅解调电路中。
设计原理如下：
1. 输入信号为调制信号，一般是调幅信号或者调频信号。
2. 输入信号经过高频滤波器滤波，去除高频成分，得到基带信号。
3. 基带信号经过整流电路，将其变成单方向电流，同时对信号的幅度进行检测。
4. 接下来，基带信号经过低通滤波器滤波，去除高频杂波，得到原始的包络信号。
5. 最后，经过放大器对包络信号进行放大，以便后续信号处理。
包络检波电路的设计要点：
1. 高频滤波器的设计要根据信号的调制方式来选择合适的截止频率。
2. 整流电路直接将信号变成单方向电流，可以使用二极管进行整流。
3. 低通滤波器的设计要选择合适的截止频率，以保留信号的低频成分。
4. 放大器的设计要根据需要进行选择，以达到合适的信号放大倍数。
包络检波电路的设计原理基本上就是通过滤波和整流处理信号，然后放大得到包络信号。
这样就可以将调制信号转变为调幅信号的包络信号进行后续处理或者解调。
检波器设计(完整版)
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：20210311202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完毕语………………………………………………………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展检波。
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，无法用包络检波进展解调，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信号进展解调〔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。
外加载波信号电压参加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Vs〔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〕Vc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局部，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，根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稳固和加深对根底知识的理解，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根底。
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。
高频课程设计AM信号包络检波器
学院通信电路课程设计AM信号包络检波器系别班级：电气系08通信指导教师：王老师实验日期：第17周2010——2011学年度第一学期目录一．设计目的 (3)二、设计容及原理 (3)三、设计的步骤及计算 (4)1.电压传输系数 (7)2.流通角 (7)3.参数选择 (8)四、设计的结果与结论 (10)1．结果 (10)2．结论 (11)3．心得体会 (11)五、参考文献 (12)AM信号包络检波器一、设计目的：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2AP12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15MHz正弦波。
●调制信号：1KHz正弦波.幅度大于1V.调制度为60%。
●输出信号：无明显失真.幅度大于5V。
二．设计容及原理：调幅调制和解调在理论上包括了信号处理.模拟电子.高频电子和通信原理等知识.涉及比较广泛。
包括了各种不同信息传输的最基本原理.是大多数设备发射与接收的基本部分。
因为本次课题要求调制信号幅度要大于1V.而输出信号幅度需要大于5V.所以本课题设计需要运用放大电路。
本次实验采用二极管包络检波以及运算放大电路。
在确定电路后.利用EDA 软件Multisim进行仿真来验证设计结果设计框图如下：输入信号→非线性器件→二极管包络检波器→运放电路→输出信号。
检波原理电路图图1三、设计的步骤及计算检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周期.二极管正向导通并对电容C充电.由于二极管正向导通电阻很小.所以充电电流I很大.是电容的电压Vc很快就接近高频电压峰值.充电电流方向如下图2所示：图2这个电压建立后.通过信号源电路.又反向地加到二极管D的两端。
包络检波电路分析
包络检波电路分析包络检波电路是一种用于从调幅信号中提取包络信号的电路，常用于收音机、电视机等调频调幅接收设备中。
它的原理是将调幅信号与一个高频正弦信号进行混频，得到一个中频信号，然后通过低通滤波器将中频信号的高频成分去除，以得到原始调幅信号的包络。
首先是高频放大器。
高频放大器负责对输入的调幅信号进行放大，以便后续的混频器能够得到足够的混频效果。
在高频放大器中，通常采用共射放大器或共基放大器作为放大器的基本结构。
这两种放大器的输出电路都是负载为电容的晶体管电路。
由于调幅信号的频率通常较高，所以这些高频放大器需要具有较高的增益和带宽，并且要具有良好的线性特性。
其次是混频器。
混频器是包络检波电路的核心部件，它负责将高频放大器输出的调幅信号与一个高频正弦信号进行混频。
混频器一般采用二极管的非线性特性来实现，其中常用的二极管有肖特基二极管和环形饱和二极管。
在混频的过程中，调幅信号会被转换成两个频率为调幅信号频率之和和差的信号。
其中，频率为调幅信号频率之和的信号是中频信号，它包含了原始调幅信号的包络。
最后是低通滤波器。
低通滤波器的作用是将混频器输出的中频信号进行滤波，去除其中的高频成分，以得到原始调幅信号的包络。
低通滤波器的截止频率应选择在中频信号频率之上，以确保高频成分被滤除。
常见的低通滤波器有RC滤波器和LC滤波器。
滤波器的选择要根据具体的应用需求进行。
整个包络检波电路的工作原理可以总结如下：首先，高频放大器对输入的调幅信号进行放大。
然后，混频器将调幅信号与高频正弦信号混频，得到中频信号，其中包含了原始调幅信号的包络。
最后，低通滤波器对中频信号进行滤波，去除其中的高频成分，以得到原始调幅信号的包络。
包络检波电路的应用非常广泛，特别是在调频调幅接收设备中。
它能够有效地从调幅信号中提取出包络信号，以便于后续的信号处理和解调。
同时，包络检波电路的设计也需要考虑到各种因素，如频率响应、增益稳定性、非线性失真等。
包络检波解调电路设计
包络检波解调电路设计包络检波解调电路是一种常用的电路设计，用于将调幅信号解调成原始的基带信号。
在无线通信、广播电视等领域中广泛应用。
本文将详细介绍包络检波解调电路的原理、设计和应用。
一、原理介绍包络检波解调电路的基本原理是通过将调幅信号转换成其包络信号，然后再对包络信号进行解调，得到原始的基带信号。
其主要由三个部分组成：调幅信号输入部分、包络检波部分和解调输出部分。
1.调幅信号输入部分调幅信号输入部分主要是将调幅信号输入到电路中，通常采用微弱的射频信号作为输入信号。
该部分的主要功能是将输入信号进行放大以提高信号的幅度，以便后续电路能够进行正常工作。
2.包络检波部分包络检波部分是整个电路的核心部分，主要由包络检波器和低通滤波器组成。
包络检波器的作用是将调幅信号转换成其包络信号，一般采用二极管、二极管桥等元件实现。
而低通滤波器的作用是滤除高频噪声，使得输出信号更加纯净。
3.解调输出部分解调输出部分主要是将包络信号再次进行解调，得到原始的基带信号。
解调方法可以采用整流解调、同步解调等方式。
整流解调是将包络信号直接进行整流，然后通过低通滤波器滤除高频成分；同步解调是通过与载波信号进行相乘，然后再通过低通滤波器滤除高频成分。
二、电路设计包络检波解调电路的设计需要考虑多个因素，如输入信号的频率范围、信号幅度、噪声等。
下面将介绍一种常见的包络检波解调电路设计。
1.选择合适的元件根据实际需求选择合适的二极管、电容和电阻等元件。
一般情况下，二极管的整流电压降应小于输入信号峰值，电容的容值要满足低通滤波的要求，电阻的阻值要适当。
2.确定放大倍数根据输入信号的幅度和电路的增益要求，确定放大倍数。
放大倍数过大会导致失真，放大倍数过小会影响解调效果。
3.设计滤波器根据需要设计合适的低通滤波器，选择合适的滤波器类型和参数，以滤除高频噪声。
4.确定解调方法根据实际需求选择合适的解调方法，如整流解调、同步解调等。
不同的解调方法具有不同的特点和适用范围，需要根据实际情况进行选择。
包络检波实验报告总结
包络检波实验报告总结
包络检波是一种用于检测信号中包含调制信息的实验技术,通常
用于检测通信系统中的调制解调问题。
以下是包络检波实验报告的总结:
1. 实验目的:介绍实验的目的和意义,包括测试通信系统的性能、验证调制解调器的功能、研究信号处理算法等。
2. 实验原理:阐述包络检波实验的基本原理,包括调制信号的产生、接收信号的处理方式、检波信号的生成和测量等。
3. 实验设计:介绍实验的具体设计,包括实验设备的配置、实验
参数的选择、实验流程的构思等。
4. 实验结果和分析:展示实验结果,包括接收信号的幅度、相位、频率等信息,以及检波信号的幅度、相位、频率等信息。
同时,分析实验数据,讨论实验结果的含义和启示。
5. 实验结论:总结实验结果,并阐述实验结论。
实验结论可以包
括对通信系统性能的评估、对调制解调器功能的验证、对信号处理算法的研究等。
6. 参考文献:列出实验中所引用的参考文献,以便读者查阅。
包络检波实验报告是研究通信系统和信号处理等领域的必需品,
其总结和分析可以帮助读者深入理解实验原理和结果,为后续研究提
供借鉴和启示。
包络检波器的设计与实现
包络检波器的设计与实现
硬件设计：
1.需要选择合适的高频放大器，可以根据测量要求选择带宽和增益合适的放大器。
2.需要一个带宽适当的低通滤波器来滤除高频噪音和杂散信号，以保证测量精度。
3.为了提高信号输入灵敏度，可以考虑使用一个高频前置放大器。
4.可以增加可调节的增益控制装置，以便根据需要调节输入信号的增益。
软件实现：
1.在采集到的信号上进行傅里叶变换，将信号转换到频域。
2.使用低通滤波器对频域信号进行滤波，以去除高频噪音。
3.计算信号的幅度谱，即包络，可以使用傅里叶变换的结果得到信号的幅度。
4.根据测量要求，对提取得到的包络进行处理，例如进行平滑操作、峰值检测等。
5.实时显示或输出包络信息，以方便用户观察和分析。
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《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姓名：张磊指导教师：李欣职称/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湖南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 (1)2 包络检波器设计原理 (2)2.1原理框图 (2)2.2原理电路 (3)2.3工作原理分析 (3)2.4 峰值包络检波器的输出电路 (5)2.5 电压传输系数 (5)2.6检波器的惰性失真 (6)2.7检波器的底部切割失真 (7)3包络检波器电路设计 (8)4调试 (9)4.1 AM发射机实验 (9)4.2 AM接收机实验 (10)参考文献 (12)致谢 (13)1 绪论无线通信的发展经历了三个阶段，首先，远古时期的手段是用烽火和旗语。
其次，到近代出现了有线通信，其中著名的发明就是1837年Morse发明得电报和1876年Bell发明的电话。
电话的发明加速了通信领域的发展，为无线通信的出现奠定了坚实的基础。
无线通信的出现加快了现代通信领域的飞速发展。
无线通信(Wireless Communication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。
在移动中实现的无线通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。
无线通信主要包括微波通信和卫星通信。
微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。
但微波的频带很宽，通信容量很大。
微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。
卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。
无线通信系统可以分为：信源、调制、高频功放、天线、高频小放、混频和解调。
其中解调就是从高频已调信号的过程，又称为检波。
对于振幅调制信号，解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。
解调是调制的逆过程，实质上是将高频信号搬移到低频段，这种搬移正好与调制的搬移过程相反。
振幅解调方法可以分为包络检波和同步检波。
包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。
由于AM信号的包络与调制信号呈线性关系，因此包络检波只适用于AM波。
包络检波是从调幅波包络中提取调制信号的过程：先对调幅波进行整流，得到波包络变化的脉动电流，再以低通滤波器滤除去高频分量，便得到调制信号。
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。
此次设计就是利用二极管和低通滤波器实现AM包络检波，得到不失真的调制信号。
2 包络检波器设计原理2.1原理框图包络检波主要用于普通调幅(AM)信号的解调，主要由二极管和低通滤波器组成原理框图如图1：图1 包络检波器原理框图因 AM u 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。
调幅波的波形及频谱如图2：图2 调幅波的波形及频谱 包络检波后的调制信号波形与频谱如图3：图3 调制信号的波形及频谱c 包络检波输出输出信号频谱()()()0C L Z Z Z Rωω=⎧⎪=⎨Ω=⎪⎩2.2原理电路包络检波电路的组成：输入回路、二极管VD 、RC 低通滤波器，如图4所示：图4 包络检波电路在图4中，VD 起整流作用，C 起高频滤波作用，R 作为检波器的低频负载在其两端输出已恢复的调制信号。
RC 低通滤波电路有两个作用：(1)对低频调制信号u Ω来说，电容C 的容抗相当大，电容C 相当于开路，电阻R 就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压(2)对高频载波信号c u 来说，电容C 的容抗特别小，电容C 相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。
理想情况下，RC 低通滤波网络所呈现的阻抗为:（1） 2.3工作原理分析原理电路如图5，当输入信号()i u t 为调幅波时，那么载波正半周时二极管导通，输入高频电压通过二极管对电容C 充电，充电时间常数为d r C 。
因为d r C 较小，充电很快，电容上电压建立的很快,输出电压()i u t 很快增长 。
作用在二极管VD 两端上的电压为()i u t 与()o u t 之差，即D i o u u u =-。
所以二极管的导通与否取决于D u ：当0D i o u u u =->，二极管导通；当0D i o u u u =-< ，二极管截止。
()i u t 达到峰值开始下降以后，随着()i u t 的下降，当()()i o u t u t =，即()()0D i o u u t u t =-=时，二极管VD 截止。
C 把导通期间储存的电荷通过R 放电。
因放电时常数RC 较大，放电较缓慢。
图5 二极管对电容C 充电原理图6 电容C 放电原理检波器的有用输出电压：()()o DC u t u t U Ω=+ （2） 检波器的实际输出电压为：()()o c DC c u t u u t U u Ω+∆=++∆ （3） 当电路元件选择正确时，高频纹波电压c u ∆很小，可以忽略。
输出电压为：()()o DC u t u t U Ω=+ 包含了直流及低频调制分量。
其输出电压波形如图8：图7 包络检波原理图图8 包络检波器输出电压2.4 峰值包络检波器的输出电路图9 检波电路检波电路如图9所示。
电容d C 的隔直作用，直流分量DC U 被隔离，输出信号为解调恢复后的原调制信号u Ω，一般常作为接收机的检波电路。
2.5 电压传输系数检波器传输系数d K 或称为检波系数、检波效率，是用来描述检波器对输入已调信号的解调能力或效率的一个物理量，是指检波电路的输出电压和输入高频电压振幅之比。
当检波电路的输入信号为高频等幅波：即()cos i im c u t U t ω= 时，当输入高频调幅波()()1cos cos i im a c u t U m t t ω=+Ω时d K 定义为输出低频信号Ω分量的振幅m U Ω与输入高频调幅波包络变化的振幅a im m U 的比值， （4）若设输入信号t t m U u u c a im AM ωcos )cos 1(i Ω+== （5）输出信号为)cos 1()(t m U K t u a im d o Ω+= （6） 则加在二极管两端的电压o AM o D u u u u u -=-=i （）如果下图所示的折线表示二极管的伏安特征曲线(注意在大信号输入情况下是允许的)，则有：)](cos )cos 1([)]([)(d t u t t m U g t u u g t i o c a im d o AM d -Ω+=-=ω当0c =t ω时0)(d =t it U U t U m U t m U t u m DC im a im a im o Ω+=Ω+=Ω+=Ωcos cos cos cos cos )cos 1()(θθθ 可见)(t u o 有两部分：直流分量：θcos im DC U U = （7） 低频调制分量：t U t u m Ω=ΩΩcos )( （8）图10 包络检波图im a m U U K m d Ω=图11 二极管特性曲线所以有coscosm a imda im a imU m UKm U m UθθΩ===，θ—电流通角(二极管导通角度)。
2.6检波器的惰性失真一般为了提高检波效率和滤波效果(C越大，高频波纹越小)，总希望选取较大的R，C值，但如果取值过大，使R，C的放电时间常数所对应的放电速度小于输入信号(AM)包络下降速度时，会造成输出波形不随输入信号包络而变化，从而产生失真，这种失真是由于电容放电惰性引起的，故称为惰性失真。
图12 包络检波惰性失真波形原因：由于负载电阻R与负载电容C的时间常数RC太大所引起的。
这时电容C上的电荷不能很快地随调幅波包络变化，从而产生失真（电容C两端电压通过R放电的速度太慢）。
输入AM信号包络的变化率>RC放电的速率改进措施：为避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期内,使电容C通过R放电的速度大于或等于包络下降速度。
避免产生惰性失真的条件：在任何时刻，电容C上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化率：t tUtuAMc∂∂≥∂∂)(（9）即得出不失真条件：mmRCΩ-≤21（10）2.7检波器的底部切割失真原因：一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接如图13所示：图13 包络检波应用型电路图14 底部切割失真波形图如图14所示LR越小，RU分压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，am值越大，调幅波包络的振幅a imm U越大，调幅波包络的负峰值()1im aU m-越小，底部切割失真也越易产生。
改进的措施：要防止这种失真，必须要求调幅波包络的负峰值()1im aU m-大于直流电压RU，即（11）避免底部切割失真的条件为：式中R为直流负载电阻。
()1imim aLUU m RR R-≥+LaLRmR R≤+3包络检波器电路设计根据包络检波原理设计出包络检波电路，电路图如图15所示：图15 包络检波设计电路XPC1是AM 信号，载波幅度为3V ，频率为10MHz ，调制信号的频率为1KHz ，调制幅度为60%。
SD41是检波二极管，用于整流。
电容C1、电阻R1、电阻R2构成低通滤波器。
C 起高频滤波作用，R 作为检波器的低频负载在其两端输出已恢复的调制信号。
对低频调制信号u Ω来说，电容C 的容抗相当大，电容C 相当于开路，电阻R 就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压。