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：

τ充<<τ放R>>R

D ,以保证: i充>>i放,即:

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：

τ放跟不上v s的变化)；

(a)惰性失真(

(b)负峰切割失真(交流负载变化引起)。

(a)惰性失真(图9-20 p247)

由图可见，不产生惰性失真的条件：

v s包络在A点的下降速率≤C的放电速率即：

例：

广播收音机：R=3.9KΩ时

若：m max=0.8, F max=5KHz

则：C≤5000pF

电视接收机：R=3.9KΩ时

若：m max=0.8, F max=6MHz

则：C≤5pF

(b)负峰切割失真(交流负载的影响及m 的选择)

负峰切割失真示意(图9-21 p248)

C c为耦合电容(很大)

直流负载为：R

R+R L)

交流负载为：R交=(RR

L)/(

∵C c很大，在一个周期内，V c(不

变)≈V s(K

d≈1时)

∴V R=V AB=V c[R/(R+R L)]

由图：临界不失真条件：

V smin=V c-m V s≈V s-mV s=V s(1-m)

m较大时，若V R>V smin,则产生失真。则要求：

例：

m=0.3,R=4.7kΩ时，要求：R L≥2kΩ；m=0.8,R=4.7kΩ时，要求：R L≥4.7kΩ；即：m较大时，要求负载阻抗R L较大(负载较轻)。

负峰切割失真的改进:

(1)(图9-22 p248)

R直=R1+R2

R交=R1+(R2R L)/(R2+R L)=R1+R交'

即：

R1足够大时，R交'的影响减小，不易负

峰切割失真。但R

1过大时，VΩ的幅度下

降，一般取R

1/R2=0.1~0.2

(2)检波电路后接射随(R i大),即检波电路

的R

L大。

(3)晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合方式，不存在C

c

三、差动峰值检波方式

(全波检波方式，可提高效率)

(图9-23 p249)

四、高频脉冲信号的检波

ASK信号的包络检波(图9-24 p250)

(1)t r(前沿失真)

Q小(通带宽/时延特性平)，t r小C(RC)小(高频特性好)时，t r小。

(2)t r(下降沿失真)

与放电时间有关，要求：(0.1~0.2)T≥RC>(1~2)T o

T o=1/f o