包络检波器 同步检波PPT
实验5振幅解调器、包络检波、同步检波详解
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告专业班级测控14-4学号2014101XXX姓名XXXXXXXX指导教师XXXXXXX实验名称 振幅解调器、包络检波、同步检波 同组人 专业班级 测控14-4 姓名 XX 学号 201410XXX 成绩实验5 振幅解调器、包络检波、同步检波5-1 振幅解调基本工作原理解调过程是调制的反过程，即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。
解调过程在 收信端，实现解调的装置叫解调器。
一．普通调幅 波的解调振幅调制的解调被称为检波，其作用是从调幅波中不失真地检出调制信号。
由于普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律，因此常用非相干解调方法。
非相干解调有两种方式，即小信号平方律检波和大信号包络检波。
我们只介绍大信号包络检波器。
1.大信号检波基本工作原理大信号检波电路与小信号检波电路基本相同。
由于大信号检波输入信号电压幅值一般在 500mV 以上，检波器的静态偏置就变得无关紧要了。
下面以图 6-1 所示的简化电路为例进行分析。
大信号检波和二极管整流的过程相同。
图 6-2 表明了大信号检波的工作原理。
输入信号 ui(t) 为正并超过 C 和 RL 上的 uo(t) 时，二极管导通，信号通过二极管向 C 充电，此时 uo(t) 随充电电压上升而升高。
当 ui(t) 下降且小于uo(t) 时，二极管反向截止，此时停止向 C 充电， uo(t) 通过 RL 放电， uo(t) 随放电而下降。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………充电时，二极管的正向电阻 rD 较小，充电较快。
uo(t) 以接近 ui(t) 的上升速率升高。
放电时，因电阻 RL 比 rD 大得多（通常 RL5 ~ 10k），放电慢，故 uo(t) 的波动小，并保证基本上接近于 ui(t) 的幅值。
第14讲 检波电路
U
检波电路
2) 输入电阻Ri 检波器的输入阻抗包括输入电阻 Ri及输 入电容 Ci。输入电阻是输入载波电压的振幅 Um与检波器电流的基频分量振幅I1之比值,即 Um Ri I1 输入电阻是前级的负载 , 它直接并入输 入回路,影响着回路的有效Q值及回路阻抗。
is R0 L C1 C R
Zi
Ci
Ri
图14-8 检波器的输入阻抗
检波电路
在传输过程中，能量守恒。检波器从输入 信号源获得的 高频能量中，有一部分消耗在二 极管的正向导通电阻上，其余部分转换为有用 的输出平均功率。由于二极管导通时间很短， 消耗的功率可以忽略不计，当传输系数约为1时， 有： 2 2
U m UC 2 Ri R
检波电路
输入信号为普通调幅波 uc U cm （ 1＋M a cos t） cosc t 滤波前输出为： i 0 U cm （ 1＋M a cos t） cosc t ( g 0 g1 cosc t g 3 cos3c t ) 滤波后输出为： 1 i 0 U cm （ 1＋M a cos t） g1 2 是脉动的直流信号。
1 m RC max mmax RgRg (1 m ) Rg M m R a RgR R R m g
2 max
检波电路
14.3 同步检波
1．乘积型
输入为 DSB 信号 , 即 us=UscosΩtcosωct, 本地恢复载波 ur=Urcos(ωrt+φ),这两个信号相乘
(c)二极管截止
uC
U1 UA
ui U2 UB
U3
uC
U4 t
0
通 iD
断
通
断 (a )
0 (b ) uo Uav
包络检波和同步检波实验
实验七 包络检波和同步检波一、实验目的1、掌握二极管峰值包络检波的原理；2、掌握同步检波的原理；3．掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
二、实验仪器1、示波器 一台2、稳压电源 一台3、频谱分析仪 一台4、高频毫伏表 一台5、万用表 一台三、实验原理和相关知识振幅解调是振幅调制的逆过程，通常称为检波。
它的作用是从已调制的高频振荡中恢复出原来的调制信号。
检波过程与调制过程正好相反。
从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图所示（此图为单音频Ω调制的情况）。
检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。
图7-1 给出了检波器检波前后的频谱和波形。
u i非线性电路(器件)低通滤波器u Ωfttf0F(a )(b )f c ＋Ff c f c £F图7-1 检波器检波前后的频谱检波器可分为包络检波和同步检波两大类。
AM 振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。
包络检波又分为平方律检波、峰值包络检波、平均包络检波等。
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。
1二极管（大信号）峰值包络检波器 二极管包络检波器的工作原理：主要是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。
串联式二极管（大信号）包络检波器如图7-2所示：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器C 充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流i D 很大，使电容器上的电压V C 很快就接近高频电压的峰值。
充电电流的方向如图7-2（a ）图中所示。
图7-2 大信号峰值包络检波器的原理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。
高频-包络检波ppt课件.pptx
第十五讲 包络检波
9/29/2024 2:54 PM
1
第5章 振幅调制与解调
5.5.2 二极管峰值包络检波
旧版：第6章 6.2.2
包络检波器的工作原理 包络检波器的质量指标
第十五讲 包络检波
9/2第5章 振幅调制与解调
峰值包络检波器的工作原理
输入 AM信号
非线性 电路
-
-
等避U的于免DU直C载底经im流(波部R1电和电切压mR压 割a为L)振 失分：幅 真压RU的U后imRD条在CL=件RRK上d为U产i：m 生
ui Uim (1 ma cos Wt ) cos ct Uim (1 ma cos Wt )
Ui m
式端U中的由mR ，交于a流RURURΩR负RD=对RCLRR载L检LLR/电/波RR阻为二LR，/检极/ R而波管R器VRR为WD输来直出说
9/29/2024 2:54 PM
4
第5章 振幅调制与解调
uC U1
ui U2
U3 uC U4
UA
UB
0
t
通 断通 断
iD
(a)
0
t
(b)
uo
Uav
Uo
0
t
(c)
加入等幅波时检波器的工作过程
第十五讲 包络检波
iD gD
iD
iDmax
－ Uo 0
uD
0
uD
t
(b)
t (a)
检波器稳态时的电流电压波形
峰值包络检波器的应用型输出电路
+ （a） u-i
VD
Cd
+
+UDC - +
C uo R
RL uΩ
第十八讲：包络检波器、本章小结、举例
信号+白噪 声
X (t )
窄带中放 包络检波
YD (t )
X (t ) Ac 1 amn (t ) cos 2f ct nc (t ) cos 2ft ns (t )sin 2ft [1 amn (t ) nc (t )]cos 2f ct ns (t )sin 2f ct A(t ) cos(2f ct (t ))
ˆ ()sin Rc () Rs () RY ()cos 0 R Y 0 ˆ ()cos Rcs () RY ()sin 0 R Y 0
以上三个等式无须背，但要能够证明。
掌握窄带正态噪声的包络与相位一 维分布的推导过程。
概 率 密 度 特 性 窄带正态噪声包络分布
输出信噪比与输入信噪比不是按比例下降，而是急
剧下降，这是由包络检波器的非线性解调特性引起
的，通常称这种效应为门限效应（欺负小信号）。
可见，包络检波只适合大信噪比的情况，对小信号， 需要采用相干解调。
3. 平方律包络检波器
A(t )
2
2 A [1 am ( t )] n ( t ) n c s (t ) n c 2
包络检波器窄带中放包络检波xtdyt??1cos2amtcos2ntsin2nt1cos2ntsin2ntcos2atcos2atttcnccsnccscxtaftftftamtftftftcft?????????????????????信号白噪声??22s1cncataamtntnt????1t1scnttgmatnt?????????22s21111cncscnccncataamtntntntaamtntaamtnt????????????????1在大信噪比的情况下1cncataamtnt???ca是直流分量可通过隔直电路去掉所以包络检波器的输出为dcncytaamtnt??dcncytaamtnt??信号与噪声是可分离的输出的信噪比为2c22n2ccdaamtsnrent?2c22n002aamtnb?包络检波器输入的信噪比为?ent?22c2c22n2012114ntaamtaamtsnrnb????????假定0nmt?2c22n22n022c2n22n022114diaamtnbamtsnrsnraamtamtnb????????cos2nmamtft??当全调制23disnrsnr?包络检波器信噪比有损失2在小信噪比的情况下??22s2c22c2s1121cncncncataamtntntaamtaamtntntnt??????????小信号时忽略小信号时忽略2c2s2c2s211ntcncaamtntntntnt?????2c2s2c2s11ntcncaamtntntntnt???????????2c2s2c2s11ntcncaamtntatntntnt???????????2c2s2c2s1cncaamtntntntntnt?????1costncnnatataamt????1costdncnnytataamt????信号与噪声无法分开有用信号淹没在噪声中
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。
检波器
最常见的解调方法是整流检波和相敏检波。若把调制信号进行偏置，叠加一个直流分量，使偏置后的信号都 具有正电压，那么调幅波的包络线将具有原调制信号的形状，把该调幅波进行简单的半波或全波整流、滤波ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ并 减去所加的偏置电压就可以恢复原调制信号。
简介
从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波，解调的目的是为了恢复被调制的信号。用以完成这个任 务的电路称为检波器。最简单的检波器仅需要一个二极管就可以完成，这种二极管就被称做检波二极管。集成射 频检波器现已得到了广泛的应用，而且每当要求更高的灵敏度和稳定性时，集成射频检波器有代替传统的二极管 检波器的趋向。
检波器
检出波动信号中有用信息的装置
01 简介
03 相关参数
目录
02 类型 04 二极管检波原理
检波器，是检出波动信号中某种有用信息的装置。用于识别波、振荡或信号存在或变化的器件。检波器通常 用来提取所携带的信息。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主 要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号 的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解 调。
图1检波器原理电路图1是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准调幅信号ua(t）加在L1C1回路 两端。经检波后在负载RLC上产生随ua(t）的包络而变化的电压u(t），其波形如图2所示。这种检波器的输出u(t） 与输入信号ua(t）的峰值成正比，所以又称峰值检波器。
图2检波器的电压输入输出波形
第十八讲：包络检波器、本章小结、举例 共23页
SNRI Ac2 1a2mn2(t) 1a2mn2(t)
4N0B
当 amn(t)cos2fmt （全调制）
SNRD 2 SNRI 3
包络检波器，信噪比有损失
（2）在小信噪比的情况下
A (t)A c[1am n(t)]nc(t)2ns 2(t)
A c 2[1am n(t)]22A c[1am n(t)]nc(t)nc 2(t)ns 2(t)
0
是一种准正弦振荡信号，两种表示方法：
窄
包络和相位表示；正交与同相分量表示。
带
信
窄带信号的相关函数也是准正弦振荡形式
号 相
Rc()Rs()
关 函
c2 2s 2
数
R cs ( ) 是奇函数
特 性
Rcs (0) 0 Ac(t)与As(t)在同一时刻是正交的。
如果具有对称形式的功率谱，Rcs () 0
小信号时忽略
nc2(t)ns2(t) 12Ac[n 1c2 (ta )m nn(s2 t)(t]n )c(t)
nc 2(t)ns2(t) 1A c[1 nc 2(a t)m nn (ts2 )(]tn)c(t)
A (t)nc 2(t)ns 2(t) 1A c[1 nc 2(a t)m nn (ts 2 )(]tn )c(t) nc2(t)ns2(t)Ac[1n c2(atm ) n(n t)s2](ntc)(t)
A (t)A c[1am n(t)]nc(t)2ns 2(t)
(t)tg1
ns(t)
1ma(t)nc(t)
A(t) Ac[1amn(t)]nc(t)2ns2(t) Ac[1amn(t)]nc(t) 1 Ac[1am nsn((tt))]nc(t) 2
包络检波及同步检波试验
实验十二包络检波及同步检波实验学院：光电与信息工程学院专业：电子信息工程姓名：学号: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，检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
4.掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验内容1.完成普通调幅波的解调。
2.观察抑制载波的双边带调幅波的解调。
3.观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。
三、实验仪器1. 高频实验箱1 台2. 双踪示波器1 台3.频率特性测试仪（可选）1 台四、实验原理及实验电路说明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。
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KB器。
假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。
这是检波器的一种特殊情况，在测量仪器中应用比较多。
例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。
若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。
这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。
从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图12-1 所示（此图为单音频Q调制的情况）。
检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。
常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。
有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，可以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。
対图12-1检波器检波前后的频谱1.二极管包络检波的工作原理当输入信号较大（大于伏）时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。
同步检波器
QL （1） 回路有载
要大：
is
中放末级 D
这应该从选择性及通频 带的要求来考虑。 一般： QL cCs ( Rs // Rid ) 1
Cc
C R
+
RL uΩ -
Rs
Ls
Cs
Rid
25
（2）为保证输出的高频纹波小 要求：
RC
1
c
（3） 为了减少输出信号的频率失真
1 RC Ωmax 要求： R C 1 L c Ωmin
tan
15
讨论： ① 当D和R确定后，θ即为恒定值，与输入信号大小无关，
亦即检波效率恒定，与输入信号的值无关。表明输入调幅波
的包络与输出信号之间为线性关系，故称为线性检波 。 一般计算方法为： 当输入信号为：ui Uim 1 ma cosΩt cosct 则输出信号为：uo KdUim 1 ma cosΩt ② 当 R Kd cos ，但 Kd 1理想值 Kd 1 。 一般当 gd R 50 ，K d 0.9
UΩm maUim cos
maU im cos U Ωm 有 K d cos maU im maU im
另外，还可以证明导通角的表达式：
gd R 而当 gd R 很大时，（如 gd R 50 ） 1 3 2 5 1 3 tan 3 15 3 3πrd 3 3 3 代入上式可得： gd R R
图6-5 输入为调幅波包络检波波形
结论：输出电压uo(t)随着调幅波的包络而变 化，从而获得调制信号，完成了检波作用。
12
二、大信号检波器的技术指标
（一）电压传输系数Kd（检波效率）
实验三 包络检波及同步检波实验
实验二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解调原理，掌握调幅波的解调方法。
2、掌握二极管包络检波的原理。
3、掌握包络检波的主要质量指标，检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
4、掌握集成电路实现同步检波的方法。
二、实验内容1、完成普通调幅波的解调。
2、完成双边带调幅波的解调。
3、观察普通调幅波解调中的惰性失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。
三、实验原理及电路说明检波过程是一个解调过程，他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信号。
还原所得信号，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。
1．包络检波的工作原理实验电路如图1所示，D1为检波二极管，C5、C6为冲放电电容，R18（R19）为检波器的直流负载，E2为割直流电容，R21（R22）和R18（R19为检波器的交流负载。
J2为调幅波输入端，J4为检波输出端。
TH4、TH5为测试点。
电路的工作原理请参阅课本P132页。
2．同步检波同步检波电路如图2，J8输入载波，经U3A（TL082）放大，从MC1496 的10脚输入，J11输入调幅波加在MC1496的1脚。
两信号相乘在MC1496 的12脚输出，并经R33、C22、R32、C23构成的低通滤波器去除高频分量，E2割直流后经U3B电压跟随器输出。
同步检波原理请参阅课本P119页。
四、实验步骤（一）、二极管包络检波1、解调AM信号（1）、ma<30%的调幅波检波从J2处输入fc=465KHz,峰峰值u=0.5V-1V，ma <30%的已调波。
将开关S1的1拨上（2拨下），S2的2拨上（1拨下），将示波器接入TH5处，观察记录输出波形。
（2）、加大调制信号调幅，使ma =100%,观察记录检波输出波形。
2、观察惰性失真保持以上输出，将开关S1的2上拨（1拨下），检波负载电阻由2.2K 变化为51K，在TH5处用示波器观察波形并记录，与上述波形进行比较。
c1.实验十二 包络检波及同步检波实验(模块4)
实验十二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,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
4. 掌握用集成电路实现同步检波的方法。
二、实验内容1．完成普通调幅波的解调。
2．观察抑制载波的双边带调幅波的解调。
3．观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。
三、实验原理及实验电路说明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。
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。
假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。
这是检波器的一种特殊情况，在测量仪器中应用比较多。
例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。
若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。
这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。
从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图12-1所示（此图为单音频Ω调制的情况）。
检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。
常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。
有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，可以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。
图12-1 检波器检波前后的频谱1.二极管包络检波的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。
大信号检波原理电路如图12-2（a ）所示。
检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器C 充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流i D 很大，使电容器上的电压V C 很快就接近高频电压的峰值。
检波电路详解PPT课件
必须满足下列条件： 1
C min c
Rg
或
Cc
1 minR g
电容C的容抗应在上限频率max时，不产生旁路作用，即它
应满足下列条件： 1 R
maxC
或 C 1
max R
一般Cc约为几F，C约为0.01F。
同步检波电路
抑制载波的双边带信号和单边带信号，因其波形包络不 直接反映调制信号的变化规律，不能用包络检波器解调，又 因其频谱中不含有载频分量，解调时必须在检波器输入端另 加一个与发射载波同频同相并保持同步变化的参考信号，此 参考信号与调幅信号共同作用于非线性器件电路，经过频率 变换，恢复出调制信号。这种检波方式称为同步检波。
同步检波有两种实现电路:
i
低通
vs
滤波器 v
vs
vt (a)
乘积检波电路
v
包络
检波器 v
vt (b)
包络检波器构成同步检波电路 其原理电路见右
包络检波器
vs
非线性
低通
v0
器件
滤波器
设输入信号为抑制载波的双边带
vs Vsm cos t cos 0t
本地振荡信号 vr Vrm cos 0t 则它们的合成信号
中放来 巳调高频 信号源
非线性 器件
到低放 低通 Fmax
解调普通调幅波组成原理框图
调幅信号 vs(t)
载波信号 v0(t)=cos0t
低 通 解调输出
滤波器
v(t)
载波被抑制的已调波解调原理
输入电压为v1，输出电压为v2，则检波前后的波形如图所示， 输出电压v2是已恢复的原调制信号。
检波器
v1 v2
1
Iim
包络检波器 同步检波页PPT文档
大器，如图4.4.4所
示。所以，等效输入 电阻 R i 就是中频放大器
图4.4.4 中频放大器与检波器级联
的负载。所以从增加中频放大器增益、提高接收机灵
敏度的角度出发，应尽量加大 R i 也即应加大R L 。但是 R L
的增大同样受到检波器中非线性失真的限制。
4.4.1
解决以上矛盾的一个有效
方法是采用图4.4.5所示的三极
Z L ( ) 不相等，而且调幅度M a 太大时引起的。 通常情况下，检波器输出须通过耦合电容 C C
与输入等 效电阻为 R i 2 的低频放大 器相连接，如 图4.4.7所示。
图4.4.7 计入耦合电容 C C 和低放输入等效电阻 R i 2 后的检波电路
4.4.1
检波器输出是在一个直流电压上迭加了一个音频交
（1）惰性失真（对角线切割失真） 惰性失真如图4.4.6所示。 产生的原因：它是在调幅波包络下降时，由于时间
常数太大（图中时间t1 t 2内），电容C的放电速度跟不上
输入电压包络的下降 速度。这种非线性失 真是由于C的惰性太大 引起的，所以称为惰 性失真。
图4.4.6 惰性失真（惰性失真动画）
避免惰性失真的条件：
或
Vim(1Ma)Ri2RLRLVim
Ma
RL Ri2RL
ZL() ZL(0)
（4.4.7） 4.4.1
通常情况下，图4.4.7中，C C 容量较大，对音频来说， 可以认为是短路。因此，检波器的交流负载阻抗 Z L ( )为
ZL()RL//Ri2RR LLRR i2i2
检波器的直流负载阻抗
RLC
1
M
2 a
M a
(4.4.5)
实验三 包络检波及同步检波实验
实验三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解调原理，掌握调幅波的解调方法。
2．掌握二极管包络检波的原理。
3．掌握包络检波的主要质量指标，检波效率及波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。
4．掌握集成乘法器实现同步检波的方法。
二、实验内容1．完成双边带调幅波的解调2．完成普通调幅波的解调3．观察普通调幅波解调中的惰性失真，及检波器不加低通滤波器时的现象三、实验原理及电路说明检波过程是一个解调过程，他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信号。
还原所得信号，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。
1．包络检波的工作原理二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。
它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为1.5V以上）的AM波。
它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。
本实验电路主要包括二极管BG2和RC低通滤波器，如图3-1所示。
图中，利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同（实际上，相差很大）来实现检波。
因此，选择合适的时间常数RC就显得很重要。
图 3-1 二极管包络检波器电路2．同步检波同步检波，又称相干检波。
它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相的一个恢复载波（又称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。
本实验采用MC1496集成电路来组成解调器，如图3-2所示。
图中，恢复载波u r(t)先加到输入端IN1上，再经过电容C1加在⑻、⑽脚之间。
已调幅波u AM(t)先加到输入端IN2上，再经过电容C2加在⑴、⑷脚之间。
相乘后的信号由⑿脚输出，再经过由C4、C5、R6组成的∏型低通滤波器滤除高频分量后，在解调输出端（OUT）提取出调制信号。
需要指出的是，在图3-2中对MC1496采用了单电源（+12V）供电，因而⒁脚需接地，且其他脚亦应偏置相应的正电位，恰如图中所示。
同步检波器
uo
-
图6-4 输入等幅波时输出电压、电流波形
10
结论： ☺ 在实际电路中，为了提高检波性能，RC取
值足够大，满足RC>>1/wc、R>>rD的条件，此
时可认为Uo≈Uim
☺ 当输入信号Ui的幅度增大或减小时，检波器
输出电压Uo也随之近似成比例地增大或减小。
11
2.输入普通调幅信号（AM波）时检 波器工作过程
则 uo Uim 1 ma cosΩt cos - U BZ Uim cos maUim cos cos Ωt
当 ct 时 iD 0
U DC U Ωm cos Ωt
14
U DC U im cos 直流分量 ：
可见 uo 有两部分： 低频调制分量： uΩ U Ωm cosΩt
UΩm maUim cos
maU im cos U Ωm 有 K d cos maU im maU im
另外，还可以证明导通角的表达式：
gd R 而当 gd R 很大时，（如 gd R 50 ） 1 3 2 5 1 3 tan 3 15 3 3πrd 3 3 3 代入上式可得： gd R R
图6-5 输入为调幅波包络检波波形
结论：输出电压uo(t)随着调幅波的包络而变 化，从而获得调制信号，完成了检波作用。
12
二、大信号检波器的技术指标
（一）电压传输系数Kd（检波效率）
定义： K d
输出低频交流电压振幅 U Ωm 输入已调波包络振幅 maU im
13
若设输入信号
D + ui + uDC R
-
ui
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RL Ri 2 Z L () RL // Ri 2 RL Ri 2
检波器的直流负载阻抗
（4.4.8）
Z L (0) RL
显然
Z L (0) Z L ()
（4.4.9） （4.4.10）
实际上，现代设备一般采用 Ri 2 很大的集成运放，不
会产生底部切割失真。
4.4.1
在分离元件的电 路中，通常采用如 图4.4.9所示的分负
图4.4.8 负峰切割失真
由图4.4.8（a）可见，要防止这种失真的产生，必须 使包络线的最小电平大于或等于VR ，即满足 或
RL Vim (1 M a ) Vim Ri 2 RL
RL Z L ( ) Ma Ri 2 RL Z L (0)
（4.4.7） 4.4.1
通常情况下，图4.4.7中，CC 容量较大，对音频来说， 可以认为是短路。因此，检波器的交流负载阻抗 Z L ()为
器相连接，如
图4.4.7所示。
图4.4.7 计入耦合电容 CC 和低放输入等效电阻 Ri 2 后的检波电路 4.4.1
检波器输出是在一个直流电压上迭加了一个音频交流 信号，即 要求
o (t ) VO (t )
1 CC Ri 2
为了有效地将检波后的低频信号耦合到下一级电路，
所以 CC的值很大。 这样， o 中的直流分量几乎都落在
载电路。依此减少
Z L (0)与 Z L () 的差别。
4.4.1
例如，图4.4.10是某收音机二极管检波器的实际电路。
图4.4.10
收音机中的实际二极管检波电路 4.4.1
4、设计考虑 设计二极管包络检波器的关键在于：正确选用晶体
二极管，合理选取 RLC 等数值，保证检波器提供尽可 能大的输入电阻，同时满足不失真的要求。 (，即 VO Vim
所以 CC 等效为一个电压为Vi m 的直流电压源，此电压源在
RL上的分压为
VR
RL Vim Ri 2 RL
（4.4.6）
此电压反向加在二极管两端，如图4.4.7所示。
4.4.1
当输入调幅 波的调制系数 M a 较小时，这个 电压的存在不 致影响二极管 的工作。 当调制系数 M a
图4.4.5 三极管射极 包络检波电路
增大了
倍。这种电路 (1 )
适宜于集成化，在集成电路中得 到了广泛的应用。
4.4.1
3、二极管包络检波器中的失真 （1）惰性失真（对角线切割失真） 惰性失真如图4.4.6所示。 产生的原因：它是在调幅波包络下降时，由于时间常 数太大（图中时间
t1
t2内），电容C的放电速度跟不上
电路参数要求
1 C
RL
4.4.1
其中 c为输入高频调幅信号的载频、 为调制信号频
率。理想情况下， 低通滤波器的阻抗 Z ( )应满足 RLC
Z (c ) 0
Z () RL
若 i Vim cos t 工作原理可以由图 4.4.2描述。
图4.4.2 输入信号为高频等 幅正弦波的检波过程
一、二极管峰值包络检波器
二极管峰值包络检波器的 原理电路如图4.4.1所示 1.工作原理 由图4.4.1可见, 当加在二极管上的正向电压为 V cos t i im 设 D ( on ) 0
g D , 0 流过二极管的电流 i 0 , 0
1 c C RL 及
4.4.1
若C增大，就会充电慢， 大，R一定，放电慢，所以波 动小，o 小。 若R增大，则充电快，放电慢，C一定，波动小， o 大。
（二极管包络检波动画） 4.4.1
当输入为调幅波时的检波器工作波形如图4.4.3所示。
图4.4.3 输入为调幅波情况下的检波器工作波形 （二极管检波器工作波形动画） 4.4.1
输入电压包络的下降 速度。这种非线性失
真是由于C的惰性太
大引起的，所以称为 惰性失真。
图4.4.6 惰性失真（惰性失真动画）
避免惰性失真的条件：
RLC
1 M a2 M a
(4.4.5)
当 max 时， 最大。为了保证在 max Ma max 时也不产生失真，应满足
2 1 M amax
RLC
max M a max
4.4.1
（2）底部切割失真（负峰切割失真） 负峰切割失真产生的原因：
检波器的直流负载阻抗 Z L (0) 与交流（音频）负载阻抗
Z L () 不相等，而且调幅度 M 太大时引起的。
a
通常情况下，检波器输出须通过耦合电容 CC
与输入等 效电阻为 R的低频放大 i2
2.性能指标
Vm o cos （1） 检波效率： d M aVim Vim
（4.4.1）
可以证明
3
3 gD R
i
（4.4.2）
（2）等效输入电阻 R
Ri
1 RL 2
(4.4.3)
证明：功率守恒，输入功率：
输出功率： Vav (dVim ) Po
2 2
RL
图4.4.8 负峰切割失真 （底边切割失真动画）
较大时，出现 Vim (1 M a ) VR 如图4.4.8(a)所示。 造成二极管截止，结果造成输出低频电压负峰切割掉
了。如图4.4.8(b)所示。
4.4.1
显然， Ri 2 愈小，则 RL 上的分压值 VR 愈大，这种失真 愈易产生。另外，M a 愈大，则 (1 M a )Vim 愈小，这种失 真也愈易产生。 避免产生负峰切割失真的条件：
R
Vim 2Ri
2
Pi
于是 Vim 2Ri 所以
(dVim )2 RL 1 Ri RL 2
2
d 1
（4.4.4） 4.4.1
在接收设备中， 检波器前接有中频放 大器，如图4.4.4所 示。所以，等效输入
电阻 R 就是中频放大器 i
图4.4.4 中频放大器与检波器级联
的负载。所以从增加中频放大器增益、提高接收机灵
敏度的角度出发，应尽量加大 Ri 也即应加大 RL 。但是 RL
的增大同样受到检波器中非线性失真的限制。
4.4.1
解决以上矛盾的一个有效方 法是采用图4.4.5所示的三极管 射极包络检波电路。由图可见， 就其检波物理过程而言，它利 用发射结产生与二极管包络检 波器相似的工作过程，不同的 仅是输入电阻比二极管检波器