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。

*2、并联型二极管包络检波电路
•某些情况下，需在中频放大器与检波
器间接入隔值电容,为防止中频放大
器的集电极电压加到检波器上。

可采
用并联型检波电路。

C 为负载电容，
并兼作隔直电容；R L 为负载电阻，与
二极管并联，为二极管电流中的平均
分量提供通路。

•检波的物理过程与串联型相同。

D 导通时,向 C 充电τ充=R D C ; D截止时,C 通过 R L 放电τ放=R L C ；达到动态平衡后，C 上产生与串联电路类似的锯齿状波动电压U c ,该电压的平均值为U av 。

因输出U0 中还包括输入U S 直接通过C 在输出端产生的高频电压，U0=U S-U C所以需在检波器后继电路中
另加低通滤波器滤除高频成分。

•从能量观点：∴较串联型小
•不论何种振幅调制波，都可采用同步检波电路进行解调。

•对标准调幅波来说，其载波分量未被抑制，可直接利用非线性器件的相乘作用，获得所需的解调电压。

（二）、包络检波电路
1、串联型二极管峰值包络检波器
①电路与原理
电路由二极管D 和 R L C 低通滤波器相串接构成。

输入U S 时,通过D 的电流 i 在 R L C 电路产生平均电压U AV ,该电压又反作用于D 上（称平均电压负反馈效应），影响通过二极管的电流。

若 U s =V cm (1+M a cos Ωt )cos ωC t
则 U AV =ηd V cm +ηd M a V cm cos Ωt =V AV +U av 其中 U av ∝U Ω
所以实现了线性检波。

• 电容两端存在锯齿脉冲电压 U 0 称未滤净的残余高频电压，U AV 输出平均电压反映了包络变化规律。

•
二极管的导通角φ很小（）,所以动态平衡时它工作在信号
峰值附近。

•
检波性能与 R L C 时间常数相关，R L C 愈大U 0愈小，U AV 愈大检波性能愈好。

② 检波指标
• 检波效率 ηd =U AV /V m （t ）=cos φ≈1 •
输入电阻 从能量观点来看：
P i =V m 2
/2R i P L =V AV 2/R L
P i ≈P L , V m ≈V AV
∴R i =R L /2
• 非线性失真 a) 惰性失真
o 当输入为调幅波时，过分增大 R L 和 C 值，致使二极管截止期间
C 通过 R L 的放电速度过慢，在某 t 1
时刻跟不上输入调幅波包络
的下降速度。

输出平均电压就会产生失真，称惰性失真。

o为避免产生惰性失真，必须在任何一个高频周期内,使C 通过R L 的放电速度大于或等于包络的下降速度。

单音调制时不产生惰性失真的条件，为兼顾检
波性能，工程上取
o结论：
M a 和Ω越大，包络下降速度越大，不产生惰性失真所要求的R L C
值也须越小。

在多音调制时，作为工程估算，M a 和Ω均应取最
大值(即)
b)负峰切割失真
o原因：检波器与下级电路连接时，一般采用阻容耦合电路。

C c为隔值电容，对Ω呈交流短路，C c 两端电压为V AV 。

R i2为下级电
路输入电阻，V AV在R L、R i2分压后在R L两端得V A电压反作用到二极管
两端，若V A>V smmin ，D截止，使输出调制信号电压在其负峰值附近将
被削平，出现负峰切割失真。

o现象(演示)：
o克服失真条件：为了克服负峰切割失真，要求V A≤V smmin可得到克服失真的条件
(RΩ为交流负载)
可见，交直流负载电阻越接近，不产生负峰切割失真所允许的M a值越接近于1。

M a一定时，交直流负载电阻值的差别受到不产生负峰切割失真的限制。

o克服办法：
I) 若R i2很大，可将R L分
为R L1+R L2
取，
RΩ=R L1+R L2∥R i2≈R L1+R L2=R L
II) 若R i2很小，则在R L与R i2之间接一射随器
（高输入阻抗低输出阻抗）起到阻抗匹配的作用。