实验六 二极管包络检波电路资料

实验六 二极管包络检波电路

一、

实验目的

1． 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。 2． 了解电路参数对普通调幅波（AM ）解调影响。 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．高频信号源、100MHz 双踪示波器、万用表。

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)(t u i 为正并超过C 和L R 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 大得多（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，且L R 很大，则)(0t u 几乎是大小为0U 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)(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器的电压传输系数

电压传输系数是检波器的主要性能指标之一，用d η表示，

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

对于二极管包络检波器，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L 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。电压传输系数与电路参数L R 、C 、0r 以及信号大小有关，很难用一个简单关系式表达，所以d η常用实测估算得到。

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

检波输出可能产生三种失真：第一种，由于检波二极管伏安特性弯曲引起的非线性失真；第二种是由于滤波电容放电慢引起的惰性失真；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) 惰性失真。如图6-3电路所示。

t

u

u i

u 0

图6-3 惰性失真原理图

避免惰性失真的条件是 2

)(11

L a CR m Ω+<

上式表明若

（2

设1=d η，不产生负峰切割失真的条件为

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 ~

1

1=⋅+=+=+-≤

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，则愈容易产生负峰切割

失真。

3.实验电路

二极管大信号包络检波实验电路如图6-5,置于本实验讲义末。

四、实验内容

1．普通调幅波（AM ）的检波。 2. 惰性失真观测与防止。 3. 负峰切割失真观测与防止。 五、实验步骤

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0.3的普通调幅波（AM ），由IN1端加入，由TP1点监测波形与幅度。

（2）断开J1，连接J2、J3下，调整RW1、RW2在TP2观察检波后不失真信号，记录波形,计算电压传输系数K d （TP1波形包络峰-峰值与TP2波形峰-峰值之比）。

2. 惰性失真观测与防止。

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。

改变调幅系数

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，

使对角线失真消失，验证避免对角线失真条件：

2

)(11

L a CR m Ω+<

表2-1 避免对角线失真测试表：

注：负载在测TP2时为R1//R2+RW1;TP3时为R1//R2+RW1//R3+RW2

3. 负峰切割失真观测与防止。

断开J1，连接J2、J3下，调整RW1、RW2，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 、二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1、RW2，在TP3 观测图6-6所示割底失真波形图。