实验四二极管包络检波实验
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：2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、输入的调幅波AM波DSB m=30% m=100% m>100%包络检波能正确调解能正确调解不能正确调解不能正确调解同步检波能正确调解能正确调解能正确调解能正确调解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<R时,该电压大部分落在R两端上,以致在音频包络负半波时,输入电压可能低于R两端的直流电压,于是二极管截止,输出信号不再随输入信号包络的下降而改变,产生如图7-b的底边切割失真,要避免此失真,应满足式m<R1/(R1+R)；式中:R为直流电阻,交流电阻R-=R//R1。
不失真条件可写为m<R-/Ro。
3、1、同步检波不存在门限效应，而包络检波在一定情况下会存在门限效应；2、同步检波在接收端需要加一个与载波同频同相的波，其对时序的要求比较严格，而包络检波则不需要加；结论与体会：通过这次的实验，我进一步了解了解调的的工作原理，掌握了包络检波和同步检波的方法，并研究了已调波与调制信号，载波以及解调波之间的关系这次的实验，其中有的波形并不太容易调制出现，费了很大的力气，但最终还是成功了，这次的实验，不仅仅收获了知识，将知识应用于实践，更锻炼我们的耐心，很有收获！。
实验四二极管大信号包络检波器
实验总结：
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 。
u ui
u0
t
图（3） 惰性失真原理图 避免惰性失真的条件是
ma 1 1 (CRL ) 2
上式表明若 CRL 放电慢，将促成发生惰性失真。 （2）割底失真。如图（4）所示。
（a） （c） 图（4） 割底失真原理及波形图 设 d 1 ，不产生负峰切割失真的条件为
ma 1 ~ Ri RR RL R 1 i L L R L Ri R L Ri R L Ri R L R L
实验原理：
1、 二极管大信号包络检波工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原理
ui u2
maUcm
Ucm
ui t
u2
UΩ m
直流成分U0
U0
t
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 u i (t ) 为正并超过 C 和 RL 上的 u 0 (t ) 时， 二极管导通， 信号通过二极管向 C 充电， 此时 u 0 (t ) 随充电电压上升而升高。当 u i (t ) 下降且小于 u 0 (t ) 时，二极管反向截止，此时 停止向 C 充电并通过 R L 放电，u 0 (t ) 随放电而下降。 充电时， 二极管的正向电阻 rD 较小，
包络检波及同步检波实验
载波信号不变，将调制信号 Vs 的峰值电压调 至 80mV ，调节 Rp1 使调制器输出为抑制载 波的双边带调幅信号，然后加至二极管包络检 波器输入端，观察记录检波输出波形，并与调 制信号相比较。
2、1496构成解调器
1、解调全载波信号
（ 1 ）将图 4 中的 C ＇ L 另一端接地， C5 另一 端接 A ，按调幅实验中实验内容 2 （ 1 ）的条件获得 调制度分别为 30 ％、 100 ％及＞ 100 ％的调幅波。 将它们依次加至解调器 V ＾米的输入端，并在解调器 的载波输入端加上与调幅信号相同的载波信号，分别 记录解调输出波形，并与调制信号相比。 （ 2 ）去掉 C4 、 C5 观察记录 m ＝ 3o ％的调幅波 输入时的调解器输出波形ボ并与调制信号相比较。
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 4、观察各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克 服的方法。 5、将幅度调制器电路和解调器电路联合起来实验，进一 步掌握调制和解调的基本方法
二、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。常用的检波方法有包络检波和同步检波 两种。全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，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。
2、解调抑制载波的双边带调幅信号 （ 1 ）按调幅实验中实验 3 （ 2 ）的条件获 得抑制载波调幅波，并加至图 6-2 的 V ＾＊ 输入端，其它连线均不变，观察记录解调输出 波形，并与调制信号相比较。 （ 2 ）去掉滤波电容 C4 、 C5 观察记录输出 波形。
二极管包络检波实验报告
一、实验设计方案2.实验原理、试验流程或装置示意图实验原理：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)(U i(t)为正并超过C和LR上的)( U0(t)时二极管导通信号通过二极管向C充电 此时)( U0(t)随充电电压上升而升高。
当)( (U i(t)下降且小于)(0tu时二极管反向截止此时停止向C充电并通过LR放电)( U0(t)随放电而下降。
充电时二极管的正向电阻Dr较小充电较快)( U0(t)以近)(U i(t)上升的速率升高。
放电时 因电阻LR比Dr大得多通常kRL10~5放故)( U0(t)的波动小并保证基本上接近于)( (U i(t)的幅值。
如果)((U i(t)是高频等幅波且LR很大则)( U0(t)几乎是大小为U0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)( (U i(t)的幅度增大或减少时 检波器输出电压)( U0(t)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)( U0(t)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)( U0(t)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。
30实验设备及材料二、实验报告1.实验现象与结果试验得到输入的波形及数据如下输出的波形如下2.对实验现象、实验结果的分析及结论检波输出可能产生三种失真：第一由于检波二极管伏安特性弯曲引起的非线性失真；第二是由于滤波电容放电慢引起的惰性失真；第三是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的负峰值失真，其中第一种失真主要存在于小信号检波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像不大，主要是后两种失真。
（1）惰性失真（对角失真）（2）、割底失真三．实验总结1.本次试验成败及原因分析惰性失真（对角线切割失真）断开J1、J3 连接J2 由IN1端加入普通调幅波 AM 分别调节集成乘法器幅度调制实验电路板上产生的普通调幅波 AM 的调幅系数m a、调制信号频率Ω、二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1 在TP2点观测图6-3所示惰性失真波形图。
实验四 二极管包络检波实验
实验四二极管包络检波实验高频实验报告实验名称: 二极管包络检波实验姓名: 余丽芳学号: 110404213班级: 通信工程,2,班时间: 2013.12.30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。
二、实验基本原理与电路二极管大信号包络检波工作原理uiu2mUacmuiUcmtu2直流成分U0UΩmU0t图4-1 大信号检波电路图4-2大信号检波原理图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。
CC输入信号为正并超过和上的时，二极管导通，信号通过二极管向u(t)Ru(t)i10充电，此时随充电电压上升而升高。
当u(t)下降且小于时，二极管反u(t)u(t)0i0C向截止，此时停止向充电并通过放电，随放电而下降。
充电时，二极Ru(t)0Lru(t)管的正向电阻较小，充电较快，u(t)以接近上升的速率升高。
放电时，D0ir因电阻R比大的多(通常R,5~10k,)，放电慢，故u(t)的波动小，并保D0LL 证基本上接近于u(t)u(t)u(t)U的幅值。
如果是高频等幅波，则是大小为的直ii00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。
当输入信号的幅度增大或减少时，检波器输出电压也将随之近似成比例地升高u(t)u(t)i0 或降低。
当输入信号为调幅波时，检波器输出电压就随着调幅波的包络线u(t)0而变化，从而获得调制信号，完成检波作用，由于输出电压的大小与输入u(t)0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，用表示。
它是检波器的主要性能指标之一，,d 用来描述检波器将高频调幅波转换为低频电压的能力。
定义为: ,dUU检出的音频电压幅度()mm,, ,,,dmUmU调幅波包线变化的幅度()acmacm 当检波器输入为高频等幅波时，输出平均电压，则定义为 U,0d整出的直流电压(U)U00 ,,,d检波电压的幅值(U)Ucmcm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。
实验四和五(调幅及检波)
实验四振幅调制器一、实验目的：1．了解集成模拟乘法器的使用方法,掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅和抑制载波双边带调幅的方法。
2．研究已调波与调制信号及载波信号的关系。
3．掌握调幅系数测量与计算的方法。
4．通过实验对比全载波调幅和抑止载波双边带调幅的波形。
5.通过实验中波形的变换，学会分析实验现象。
二、预习要求1．预习幅度调制器有关知识。
2．认真阅读实验指导书，了解实验原理及内容，分析实验电路中用1496乘法器调制的工作原理，并分析计算各引出脚的直流电压。
3．分析全载波调幅及抑制载波调幅信号特点，并画出其频谱图。
三、实验原理1、幅度调制的基本原理在无线电通信中，其基本任务是远距离传送各种信息，如语音、图象和数据等，而在这些信息传送过程中都必须用到调制与解调。
调制是将要传送的信息装载到某一高频振荡(载频)信号上去的过程。
通常称高频振荡为载波信号。
代表信息的低频信号称为调制信号，调制即是用调制信号去控制高频载波的参数,使载波信号的某一个或几个参数（振幅、频率或相位）按照调制信号的规律变化。
按照所控制载波参数（幅度、频率、相位）区分，调制可分为幅度调制、频率调制和相位调制。
幅度调制（调幅）就是载波的振幅（包络）受调制信号的控制，随调制信号的变换而变化的一种调制。
在幅度调制中，又根据所取出已调信号的频谱分量不同，分为普通调幅(标准调幅，AM)、抑制载波的双边带调幅(DSB)、抑制载波的单边带调幅(SSB)等。
它们的主要区别是产生的方法和频谱结构。
在学习时要注意比较各自特点及其应用。
2、单片集成双平衡模拟相乘器MC1496集成模拟乘法器是完成两个模拟量相乘的电子器件。
在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频等过程，均可看成两个信号相乘或包含相乘的过程。
采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分立器件简单，且性能优越。
因此，在无线电通信、广播电视等方面应用较多。
集成模拟乘法器的常见产品有：BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等等。
包络检波及同步检波实验报告
包络检波及同步检波实验报告引言包络检波（Envelope Detection）和同步检波（Synchronous Detection）是一种常见的信号处理技术，广泛应用于电信、无线通信、医学、音频等领域。
本实验旨在通过实验验证包络检波和同步检波的原理及应用，深入了解这两种技术的优缺点及适用范围。
一、实验原理1.1 包络检波包络检波是一种从调制信号中提取包络的技术，即将调制信号经过一个或多个非线性元件，得到其幅度上的变化，然后通过一个低通滤波器提取出信号的包络。
包络检波的原理如图1所示。
其中，调制信号为的是m(t)，载波信号为cos(2πfct)，调制后的信号为Ac(1+m(t))cos(2πfct)，其中Ac为载波的幅度。
经过一个非线性元件如二极管（图1中的diode），得到幅度为 Ac(1+m(t)) 的信号。
再经过一个低通滤波器，去除高频成分，从而得到载波信号幅度受调制的包络。
同步检波也称为相干检波（Coherent Detection），是一种将待测信号与参考信号相乘后，通过低通滤波器压制高频成分，提取正弦分量或余弦分量的技术。
同步检波的原理如图2所示。
图2 同步检波原理图其中，M(t)为待测信号，S(t)为参考信号，Omega_carrier为载波频率。
通过参考信号S(t)乘上待测信号M(t)，就可以得到该信号的正弦分量或余弦分量。
再经过一个低通滤波器，提取出普通检波时无法获得的调制信号，实现信号的解调。
二、实验目的通过实验，掌握包络检波和同步检波的原理及应用；理解两种方法的异同点及适用范围；了解信号处理的基本方法，培养实验操作技能。
三、实验设备信号发生器、二极管、低通滤波器、示波器等。
四、实验步骤将信号发生器的电压分别设置为f=1kHz，Vpp=2V和f=10kHz，Vpp=2V。
将信号发生器的输出与二极管负极相连，正极接入一个10kΩ电阻和一个SMA线缆，线缆连接到低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端接入示波器的Y输入端。
二极管包络检波实验
*课程设计报告题目：二极管包络检波实验学生姓名： **学生学号： ******** 系别：电气信息工程学院专业：通信工程届别： 2014届指导教师： ***电气信息工程学院制2013年5月二极管包络检波实验学生：**指导教师：***电气信息工程学院通信工程专业摘要：利用最新电子仿真软件 Multisim 进行二极管包络检波虚拟实验，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。
关键词：调制信号；包络检波；低通滤波器；对角线失真；负峰切割失真引言众所周知，高频电子线路实验由于频率高，对实验板的设计和制作非常讲究，一般常采取诸如某些元件就近接地大面积敷铜板布地线振荡器加屏蔽合等措施，以尽可能减少高频干扰但在实际实验时，往往由于测量仪器和实验板之间的连线过长连线交叉平行等原因，仍然会存在窜入高频干扰问题，严重时影响观察波形和测量数据的准确性本文通过计算机用电子仿真软件Multisim进行高频电路仿真实验，不存在高频干扰现象，能达到理想的实验结果。
1实验原理分析调幅波的解调是从调幅信号中取出调制信号的过程，是调制的逆过程，通常称之为检波常用的解调方法有二极管包络检波和同步检波2种，一般的振幅调制信号，都可采用由相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调但是，对于普通调幅信号来说，它的载波分量未被抑制掉，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检波器。
目前应用最广的是二极管包络检波器。
二极管包络检波适合于解调含有较大载波分量的大信号的检波，它具有电路简单，易于实现的优点。
1.1二极管包络检波工作原理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。
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高频实验报告
实验名称：二极管包络检波实验
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 0
0)()(==
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
检波输出可能产生对角切割失真：是由于滤波电容放电慢引起的失真，也可称为惰性失真。
(1) 对角切割失真。
如图4-3电路所示。
t
u
u i
u 0
图4-3 对角线失真原理图
避免对角线失真的条件是
a
a
L m m CR 2
1-<
Ω
上式表明a m 或Ω大，则包络线变化快、L CR 放电慢，这些都促成发生放电失真
1. 实验电路
二极管大信号包络检波实验电路如图4-4所示。
图4-4二极管大信号包络检波实验电路
三、实验内容
1．普通调幅波（AM ）的检波。
（1）集成乘法器幅度调制实验电路板上产生调幅系数ma 为0.3的普通调幅波（AM ） ，由IN1端加入，由TP1点监测波形与幅度。
（2）连接J1，J2断开，调整RW1、RW2在TP2观察检波后不失真信号，并记录波形, 并计算电压传输系数Kd（TP1波形与TP2波形相比）。
Kd=360mv/600mv=60%
普通调幅波（AM）波形
不失真信号波形
2. 对角切割失真观测与防止。
产生的普通调幅波（AM）的调幅系数ma（即调节RW2）、调制信号频率Ω、二极管大信号包络检波实验电路上连接J1， J2断开，由IN1端加入普通调幅波（AM），调节集成乘法器幅度调制实验电路板上电位器RW1，在TP2点观测图4-5所示对角切割失真（惰性失真）波形图，其实测波形图如图4-6所示。
t
u
u i
u0
图4-5 对角切割失真波形图
图4-6 对角切割失真实测波形图
调节 ma 、调制信号频率、二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1，使对角切割失真消失，验证避免对角切割失真条件：
a
a
m
m
CR
2
1-
<
Ω
表4-1 避免对角切割失真测试表：
Ωma
负载
（R1+R2+RW1）第一次2．513K 0.3 3.69K
注：C1:0.01uF R1:510
对角切割失真波形
对角切割失真实测波形
四、实验总结与体会
本次实验，加深了对二极管包络检波工作原理的理解,掌握了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。