高频 二极管包络检波
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！。
2.3.1二极管包络检波电路分析
措施：减小RC，使满足 RC 1 m2a maΩ
多频调制时，使满足 RC 1m2amax mamaxΩmax
仿真演示
先两级RC滤波，后隔直。 LC滤波，观察不到任何 失真波形。 ma=0.7，电容C1为90%
ma=0.3，电容C1为50%
2. 负峰切割失真
输出通常通过隔直耦合电容送至下级负载。
二极管包络检波的工作原理
输入信号Us是
调幅信号。
Uo随调幅波的包络线而变化，
获得调制信号完成检波。
要求输入信号的幅度在0.5 V以上，为大信号检波器。
仿真演示
当满足Usm>0.5V，RC>>1/wc , R>>rD 时，可认为 Uo ≈Usm。
Uo的大小与输入电压的峰值接近相等，故又称之包络峰值检波器。
检波电路概述
从高频调幅信号中取出原调制信号的过程称为振幅解调， 或振幅检波，简称检波。
主要要求： 检波效率高、失真小、输入电阻较高。
类型及其应用： 1、包络检波电路 检波输出电压直接反映高频调幅信号的包络变化规律。 适用普通调幅波的检波。
2、同步检波电路 适用三种调幅波的检波，但通常用于解调DSB、SSB。
5、与二极管包络检波相比，三极管检波器的 优势是： 检波效率高、输入电阻大 。
【拓展】：低通滤波器设计
fC
1
2RC
【仿真】：学生动手仿真二极管包络检波电路
2. 输入电阻 Ri
根据输入检波电路的高频功率近似 等于检波负载获得功率，可得
Ri
R 2
C1的隔直通交作用
先两级滤波，Байду номын сангаас隔直 C1的隔直通交作用
LC并联回路选频 问题：检波效率=？
二极管包络检波电路分析
LC并联回路选频 问题：检波效率=？
两级RC低通滤波 问题：检波效率=？
3、惰性失真和负峰切割失真
1. 惰性失真
现象：
原因：
RC过大，放电过慢，使C上电压不能跟随输入调幅波幅度下降。 ma越大，调制信号角频率Ω越大，越容易产生惰性失真。
措施：减小RC，使满足
RC
1
m
2 a
ma Ω
多频调制时，使满足 RC
主要要求： 检波效率高、失真小、输入电阻较高。
类型及其应用： 1、包络检波电路 检波输出电压直接反映高频调幅信号的包络变化规律。 适用普通调幅波的检波。
2、同步检波电路 适用三种调幅波的检波，但通常用于解调DSB、SSB。
二极管包络检波的工作原理
输入信号Us是
调幅信号。
Uo随调幅波的包络线而变化，
获得调制信号完成检波。
要求输入信号的幅度在0.5 V以上，为大信号检波器。
仿真演示
当满足Usm>0.5V，RC>>1/wc , R>>rD 时，可认为 Uo ≈Usm。 Uo的大小与输入电压的峰值接近相等，故又称之包络峰值检波器。
二极管包络检波的技术指标
1.检波效率hd
d =
UΩm maUmo
设 us Um0 (1 ma cos Ωt )cos ωct
项目2 无线电测向机的制作与调试 任务2.3 振幅检波电路分析与仿真 任务2.3.1 二极管包络检波电路分析
【学习目标】 1、能理解二极管包络检波电路的原理； 2、会分析惰性失真与负峰切割失真； 3、会分析超外差收音机的三极管检波电路。
检波电路概述
从高频调幅信号中取出原调制信号的过程称为振幅解调， 或振幅检波，简称检波。
二极管包络检波
二极管包络检波
二极管包络检波（Diode Envelope Detection）是一种用于检测调幅（AM）信号的一种方法。
它利用二极管的非线性特性，将调幅信号的包络提取出来。
以下是二极管包络检波的基本原理：
1.输入信号：将调幅信号输入到二极管的正向偏置端。
调幅
信号可以理解为信号的载波频率和调制信号的乘积。
2.非线性特性：二极管的特性是在正向偏置下呈现非线性行
为。
在正半周的周期内，二极管允许调幅信号通过；而在
负半周，二极管阻断信号通过。
3.包络提取：由于二极管的非线性特性，负半周的调幅信号
被截断，只有正半周的调幅信号得以通过。
这样，二极管
的输出信号就是原始调幅信号的包络。
可以将输出信号接
入一个低通滤波器以去除高频噪声，从而得到调幅信号的
包络输出。
二极管包络检波的优点是简单、成本低，适用于大多数基于调幅的通信系统。
然而，它也有一些限制，例如对高频信号的频率响应有一定的限制。
需要注意的是，虽然二极管包络检波能够提取调幅信号的包络，但它无法恢复调制信号本身。
因此，如果需要提取调制信号，可以进一步使用解调器或相关的信号处理技术。
二极管包络检波
二极管包络检波（原创实用版）目录1.二极管包络检波的概述2.二极管包络检波的原理3.二极管包络检波的优缺点4.二极管包络检波的应用实例5.二极管包络检波的失真问题及解决方法正文一、二极管包络检波的概述二极管包络检波是一种常见的检波方法，主要用于从高频调幅信号中提取原调制信号。
它通过二极管将输入信号的负半周进行削平，从而得到原信号的包络。
二极管包络检波具有检波效率高、失真小、输入电阻较高等优点，但也存在一些缺陷，如底部切割失真、对角切割失真等。
二、二极管包络检波的原理1.包络检波的基本原理是在输入信号的正半周内，二极管导通，负半周内二极管截止。
这样，输出信号即为输入信号的包络。
2.为了得到一个完整的包络信号，需要在输入信号的负半周添加一个微分电路，使负半周的信号产生一个微小的正脉冲，从而形成一个完整的包络信号。
三、二极管包络检波的优缺点1.优点：检波效率高、失真小、输入电阻较高。
适用于普通调幅信号的解调。
2.缺点：受输入信号幅度和频率的影响较大，可能会产生底部切割失真、对角切割失真等问题。
在解调深度较大的情况下，谷值过低，需要加级放大。
四、二极管包络检波的应用实例1.AM 调幅信号解调：在 AM 调幅信号解调中，二极管包络检波是最常用的方法之一。
它可以从调幅信号中提取出原始音频信号。
2.频谱分析：在频谱分析中，二极管包络检波可用于观察信号的包络特性，从而分析信号的调制方式和参数。
五、二极管包络检波的失真问题及解决方法1.底部切割失真：当输入信号的幅度较低时，二极管包络检波可能会产生底部切割失真。
解决方法是增加输入信号的幅度或采用其他检波方法。
2.对角切割失真：当输入信号的频率较高或二极管的特性较差时，可能会产生对角切割失真。
解决方法是选择合适的二极管和优化电路参数。
综上所述，二极管包络检波是一种简单有效的检波方法，在实际应用中具有一定的优点，但也存在一些失真问题。
高频电子线路实验六 二极管包络检波实验
实验六二极管包络检波实验一、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、了解二极管包络检波的原理。
3、通过实验掌握二极管包络检波的主要技术指标，检波效率，以及二极管包络检波电路的失真。
二、实验预习要求1、复习二极管包络检波的原理。
2、复习二极管包络检波电路的各个元件的作用，以及二极管包络检波的条件。
3、复习二极管包络检波产生的惰性失真和负峰切割失真的原因，以及如何避免惰性失真和负峰切割失真。
三、实验原理调幅波的解调是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称为检波，是调制的逆过程。
振幅检波有同步检波和二极管包络检波，这里主要完成二极管包络检波实验。
二极管包络检波只适合对大信号（大于0.5V）的普通调幅波检波，它具有电路简单，D，RC低易于实现的优点。
本实验的实验电路原理如图实验电路图所示。
主要由二极管1101通滤波器组成，利于二极管的单向导电性和检波负载RC的充放电过程实现检波。
所以对RC充放电时间常数的选择很重要，放电时间过长，会产生惰性失真。
放电时间过短，检波输出电压里面谐波成分太多，检波效果不好。
四、实验仪器1、双踪示波器2、万用表3、函数信号发生器4、XSX-4B型高频实验箱五、实验内容及步骤实验电路图如图所示，在实验箱上找到本次实验所用的单元电路，然后接通实验箱K，相应的发光二极管点亮。
电源，并按下单元电源开关11001、按照211102-K ，321104-K ,321103-K 连接电路，由高频函数信号发生器产生一个载波为kHz V V C 100/2=（有效值），调幅系数为%20=a m ，调制信号的频率为1kHz 的调幅波，加到1101TP 二极管包络检波器的输入端，用示波器观察记录1104TP 点的波形。
（同时也要记录该调幅波的波形）2、按照211102-K ，321104-K ,321103-K 连接电路，由高频函数信号发生器产生一个载波为kHz V V C 100/2=（有效值），调幅系数为%100=a m ，调制信号的频率为1kHz 的调幅波，加到1101TP 二极管包络检波器的输入端，用示波器观察记录1104TP 点的波形。
二极管包络检波
二极管包络检波简介二极管包络检波是一种常用的调制解调技术，广泛应用于通信和无线电领域。
它通过将信号的包络部分提取出来，从而实现信号的解调。
本文将介绍二极管包络检波的原理、应用以及相关实现方法。
原理二极管包络检波原理是基于二极管的非线性特性。
当二极管接收到高频信号时，它会产生非线性响应。
这意味着二极管的导通电流与输入信号之间存在一个非线性关系。
通过这种非线性关系，将高频信号的包络提取出来。
具体而言，二极管包络检波的过程可以分为以下几个步骤：1. 输入信号的频率较高，通常为射频信号。
2. 输入信号经过耦合电容传送到二极管。
3. 二极管的非线性特性使得信号被包络后的波形通过二极管上方的电容耦合到输出端。
4. 输出端经过滤波器进行滤波，去除高频成分，只保留包络部分。
5. 最终输出信号为输入信号的包络。
应用二极管包络检波广泛应用于通信和无线电领域，主要用于调制解调、信号检测和信号传输等方面。
下面将介绍一些常见的应用场景。
1. 无线电广播在无线电广播中，二极管包络检波常用于解调调幅（AM）信号。
由于AM信号的调制指数较低，调制信号位于载波的包络中。
通过使用二极管包络检波，可以将调制信号解调出来。
这种方法简单有效，成本低廉，因此被广泛应用于AM广播领域。
2. 通信系统在通信系统中，二极管包络检波可以用于解调频率调制（FM）信号。
FM信号的调制指数较高，调制信号的频率变化很大。
通过使用二极管包络检波，可以将FM信号中频率变化较大的部分提取出来，实现信号的解调。
另外，二极管包络检波还可以用于解调脉冲调制（PM）信号。
3. 信号检测二极管包络检波还可以用于信号检测。
在无线电接收机中，通过使用二极管包络检波，可以检测到接收到的信号的强度。
这对于判断信号的质量和适应接收机的增益非常重要。
4. 信号传输在一些特定的应用中，二极管包络检波还可以用于信号传输。
通过将信号调制成包络信号，可以减小频带宽度，提高信号的传输效率。
二极管包络检波和同步检波的异同
二极管包络检波和同步检波的异同一、引言二极管是一种重要的电子元器件，广泛应用于电子电路中。
其中，二极管的包络检波和同步检波是常见的检波方式。
本文将从原理、特点、应用等方面对二极管包络检波和同步检波进行比较分析。
二、二极管包络检波1. 原理二极管包络检波是利用二极管的非线性特性进行信号解调的一种方法。
当输入信号为高频载波和低频调制信号组成时，经过二极管后，输出信号为低频调制信号的包络。
2. 特点（1）简单易实现：只需要一个二极管即可实现。
（2）适用范围广：适用于幅度调制、频率调制等多种调制方式。
（3）解调效果较差：由于存在非线性失真等问题，解调效果不如其他方法。
3. 应用（1）广播接收机：在广播接收机中，利用包络检波可以将无线电台发射的高频信号转换为声音信号。
（2）音频放大器：在音频放大器中，利用包络检波可以将音频信号转换为直流电压控制放大器的偏置电压，从而实现信号放大。
三、二极管同步检波1. 原理二极管同步检波是利用二极管的非线性特性和调制信号的频率相同进行信号解调的一种方法。
当输入信号为高频载波和低频调制信号组成时，经过二极管后，输出信号为低频调制信号。
2. 特点（1）解调效果好：由于采用了同步技术，解调效果较好。
（2）需要外部元器件：需要使用外部元器件如变压器等进行同步。
3. 应用（1）无线电通讯：在无线电通讯中，利用同步检波可以将无线电台发射的高频信号转换为声音信号。
（2）测量仪器：在测量仪器中，利用同步检波可以将被测量的高频信号转换为直流电压进行测量。
四、异同比较1. 相同点（1）都是利用二极管的非线性特性进行信号解调。
（2）都需要输入高频载波和低频调制信号。
2. 不同点（1）原理不同：包络检波是利用二极管的非线性特性将高频载波和低频调制信号的包络输出，而同步检波是利用二极管的非线性特性和调制信号的频率相同进行信号解调。
（2）解调效果不同：同步检波的解调效果较好，而包络检波的解调效果较差。
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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
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。
4.二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失真；第二种是由于滤波电容放电慢引起的失真，它叫对角线失真，又称惰性失真；第三种是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的失真，这种失真叫割底失真，又称负峰切割失真。
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) 对角线失真。
如图7-3电路所示。
t u
u i u 0
图7 -3 对角线失真原理图
避免对角线失真的工程计算近似条件是：
a a
L m m CR 21-<Ω
上式表明a m 或Ω大，则包络线变化快、L CR 越大，则电容放电放电越慢，这
d L
L L i L L i i L i i L L a R R R R R R R R R R R R R m ~11=⋅+=+=+-≤ 由该式可见，调制系数a m 愈大或检波器交直流电阻之比L
L R R ~愈小，则愈容易产生割底失真。
4.实验电路
二极管大信号包络检波实验电路如图7-5。
图7-5 二极管大信号包络检波实验电路 电路原理:
已调幅波（AM ）波从TP1处加入，二极管D 一般选用高频检波二极管（2AP 系列），电容C1 ，C2是检波电容，改变滑动变阻器RW1的抽头位置，可以改变
检波电路的直流电阻，在TP2处可以观察到检波器输出的低频调制信号的波形（包括惰性失真的波形），改变滑动变阻器RW2的抽头位置，可以改变检波电路的交流电阻，在TP3处可以观察到检波器输出的低频调制信号的波形，（包括负峰切割失真的波形）。
晶体管T1构成共射极电压放大，改变滑动变阻器RW3的抽头位置，可以控制解调输出的调制信号的幅度，晶体管T2构成射极跟随器，电容C5是输出隔直电容，最后在TP5处可以观察到解调并放大后的调制信号。
四、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m a 为0.2的普通调幅波（AM ），由IN1端加入，如图7-6所示，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，如图7-7所示，记录波形，测量总的直流电阻值，并计算电压传输系数K d （分别测量TP1波形的包络和TP2波形出的幅度，然后根据前面电压传输系数的定义进行计算）。
500.0340.0170.0)()(====ΩΩcm a m cm a m d U m U U m U η
计算的结果大约在0.5左右，也基本符合预期。
正常包络检波波形
2. 惰性失真观测与解决方法
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7-8所示对角线失真（惰性失真）波形图。
当二极管大信号包络检波实验电路上电位器R2+RW1为10K时，调制信号频率为4K，调节m a，使m a较大，产生惰性失真，记录下此时的ma，填入下表。
当二极管大信号包络检波实验电路上电位器R2+RW1为10K时，m a为0.3时，增加调制信号的频率，产生惰性失真，记录下此时的调制信号的频率，填入下表。
当m a为0.3时，调制信号的频率为4K，增大二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1，产生惰性失真，记录下此时R2+RW1的数值，填入下表。
将上述三组数据带入下式，验证产生惰性失真的条件：
a
a m m RW R R C 21211)(->++Ω
表7-1 产生对角线失真的数据测试表
分析：由数据我们可以看到，每一组都满足惰性失真产生的条件，满足理论。
惰性失真波形
3. 负峰切割失真观测与解决方法。
调节 m a 、RW1、RW2，使包络检波电路的输出波形出现负峰切割失真，记录下此时R2+RW1,R3+RW2,ma ，填入下表，带入下式，验证产生负峰切割失真条件：
L
L i L L a R R R R R m ~1=+-≥
表7-2 产生负峰切割失真的数据测试表
分析：由数据可见，调制系数很大，大于交直流电阻比，从而产生了负峰切割失真。
负峰切割失真波形
实验思考：
关于二极管包络检波不能解调抑制载波双边带信号：
由于抑制载波双边带信号的包络与原来的调制信号波形包络并不一样，而二极管包络检波原理是利用电容充放电模拟原始信号波形，从而不能够对双边带信号进行包络检波。
实验感想：
本次试验主要是验证了二极管包络检波的性质，实验内容上和上一个实验形成对比。
从理论上我们已经学习过这两者的区别，那就包络检波器件简单，但是容易失真，而且只能对普通调幅波检波；而同步检波期间复杂，要求产生原来的频率，但是失真度低，而且可以对双边带、单边带信号检波。
本次试验也验证了这一点。
在实验过程中，我的仪器产生了各种失真，反而想产生一次正常的波形变得很不容易。
但是器材的简单也是显而易见的，没有用到集成电路芯片，仅仅
是二极管、电容电阻等简单的分立元件就可以完成。
总之，通过这几个连续的实验，我对于调幅波的调制与解调有了更深刻的、更直观的认识。