调幅信号的解调(检波)
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u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos t U m cos t 2
1 U 令 ： m 2 K M U rmU im ma
则uo(t)为原调制信号。 由式(8-2)得该检波器的电压传输系数 :
Kd
四川信息职业技术学院·电子工程系
U m 1 K M U rm maU im 2
四川信息职业技术学院·电子工程系
单元八 调幅信号的解调(检波)
2)非同步检波器的组成框图
uI(t) 非线性器件 低通滤波器 u0(t)
图8.4(b)非同步检波器的组成框图 非同步检波器检波时不需要同步信号，由非线性器 件和低通滤波器构成，它只适合于普通调幅波（AM）的 检波。这种检波器的输出信号(原调制信号)与调幅波的 包络变化规律一致，故称为包络检波器。
3K
3K 0.1u 1K
MC1596
1u
RL>10K
4
10
0.005u 0.005u 1K 10K
图8.6MC1596接成的同步检波器
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单元八 调幅信号的解调(检波)
图中，电源采用12V单电源供电，调幅信号uI(t)通 过0.1uF耦合电容加到1端，其有效值在几mV~100mV范 围内都能不失真解调，同步信号ur(t)通过0.1uF耦合电 容加到8端，电平大小只要求能使双差分对管工作于开 关状态（50~500mV之间）。输出端9经过RC的一个π 型低通滤波器和一个1uF的耦合电容取出调制信号。
KMXY uz
模拟乘法器实现
X Y
LPF
u0
图8.5（a）电路模型
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图8.5（b）原理电路
单元八 调幅信号的解调(检波)
1）当输入uI(t)为普通调幅波时，即 :
U I (t ) Uim （ 1 ma cos t）cosct
同步电压信号为：
u （ Urm cos ct r t）
3）当输入uI(t)为单边带调幅波时，即 :
U I (t ) 1 maU im cos （c +）t 2
（上边带）
则
1 u （ t ） K u （ t ） u （ t ）= K M U rmU im ma cos （c ）t cos ct z M I r 2
1 1 K M U rmU im ma cos t + K M U rmU im ma cos （2c ）t 4 8
则检波器输出电压没有失真，但 使输出低频电压的振幅减小。如
cos 1
0
即参考电压与载波同频同相，则输出低频电压的振幅最大； 如 : 则 :
900
u （ 0 t）=0
希望△Ф 越小越好。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
2）与载波不同频同相 即 : 则 :
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单元八 调幅信号的解调(检波)
2、叠加型同步检波器
uI(t) ur(t)
包络检波器 VD
+
uo(t)
uI(t) ur(t)
+ _
+ _ _ RL C u0(t)
图8.7（a）叠加型同 步检波电路模型
图 8.7 （ b ） 叠 加 型 同 步检波电路
叠加型同步检波器的工作原理是将双边带调制信 号uI(t)与同步信号ur(t)叠加，得到一个普通调幅波，然 后再经过包络检波器（下节内容讲），解调出调制信号。 小结：同步检波器可用于各种调幅波的检波，且 同步电压振幅越大，则检波器的电压传输系数也越大。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
教学重点
1.检波的概念、类型、组成、主要技术指标 2.同步检波器的实现模型及工作原理
教学难点
无
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-1 检波器概述
8-1-1检波器的作用和组成 1、检波器的概念：从高频调幅波中检出原调制信 号的过程，称为检波。完成这个功能的电路称为检波器。 下面我们分别从频谱和波形来理解检波的实质。
1 1 K M U rmU im ma cos(2 c )t + K M U rmU im ma cos(2c t )t 4 4
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单元八 调幅信号的解调(检波)
则uZ(t)中含有0、F、2fc、2fc±F共5个频率分 量，经过低通滤波器LPF后滤去2fc、2fc±F高频分 量，再经隔直电容后，就得到：
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-2-2参考信号的频率和相位偏差对检波的影响 同步检波器工作时，要求本地参考电压ur(t)与载 波同频同相，即保持严格的同步。若ur(t)与载波不能保 持严格同步，即存在频偏△ω、△Ф ，则将对检波器有何 影响呢？ 1、分析如下：设uI(t)为双边带调制信号。 1）ur(t)与载波同频不同相 即: 则 : 令 :
则uZ(t)中含有F、2fc±F共3个频率分量，经过低通 滤波器LPF后滤去2fc±F两个高频分量，就得到：
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos t U m cos t 2
与普通调幅波的输出及电压传输系数完全相同。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
u （ Urm cos （ct ） r t）
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos cos t U m cos t 2
U m
1 K M U rmU im ma cos 2
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单元八 调幅信号的解调(检波)
此外,检波器还有衡量其失真的指标,如非线性 失真系数THD,某些检波器还存在特殊的失真,这将 在后文讨论。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-2 同步检波器
§ 8-2-1同步检波电路 同步检波电路实现方法 二极管包络检波器实现 1、用模拟乘法器实现的同步检波
KM uI 低通滤波 器 ur u0 ur uI
单元八 调幅信号的解调(检波)
8-1 检波器概述
8-2 同步检波器 8-3 大信号包络检波器
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单元八 调幅信号的解调(检波) 本讲导航
教学内容
8.1 检波器概述
8.2 同步检波器
教学目的
1.理解检波器的概念（从频谱、波形）、分类、组成、 主要技术指标。
2.掌握同步检波器的实现模型及工作原理。
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos （t ） cos t 2
此时uo(t)的振幅将是按cos( △ωt+ △Ф)变化的低频 电压，即产生了失真。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
2、同步信号的产生方法 1）若输入信号器为普通调幅波，可将调幅波限幅 去除包络线变化，得到的是角频率为ωc的方波，用窄带 滤波器取出ωc成分的同步信号。 2）若输入信号器为双边带调幅波，将双边带调制 信号uI(t)取平方uI(t) 2，从中取出角频为2ωc的分量， 经二分频将它变为角频率为ωc的同步信号。 3）若输入信号器为发射导频的单边带调幅波，可 采用高选择性的窄带滤波器，从入信号中取出该导频信 号，导频信放大后就可作为同步信号。如果发射机不发 射导频信号，则接收机就要采用高稳定度晶体振荡器产 生指定频率的同步信号。
1)同步检波器的组成框图
非线性器件 uI(t) ur(t) 同步信号发生器 低通滤波器 u0(t)
图8.4(a)同步检波器的组成框图 检波器是频谱搬移电路，所以检波器的组成中非线 性器件是其核心元件，同时用低通滤波器滤除无用频率 分量，取出原调制信号的频率分量。 同步信号发生器用来产生同步电ur(t)=Urmcosωct。 它适合于各种调幅波的检波（AM、DSB、SSB) 。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
2)输入电阻Ri 检波器的输入电阻Ri是指从检波器输入端看进去 的等效电阻,用来说明检波器对前级电路的影响程度。 定义Ri为输入高频等幅波的电压振幅Uim与输入高频脉 冲电流中基波振幅Iim之比：
U im Ri I im
式(8-3)
则uZ(t)中含有F、2fc+F共2个频率分量，经过 低通滤波器LPF后滤去2fc+F高频分量，就得到：
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos t U m cos t 4
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单元八 调幅信号的解调(检波)
令：
U m 1 K M U rmU im ma 4
从图可以看出，检波是调幅的逆过程,则其频谱变 换也与调幅相反，即把调幅波的频谱由高频不失真地搬 到低频，其频谱向左搬移了fC。可见，检波器也是频谱 搬移电路。 检波前和检波后信号的波形，如下：
当输入为高频等幅波时，如下图8.2所示：
uI(t) Uim 0 8.2(a) 输入信号波形 t
u0(t) U0 0
u （ Urm cos （c ）t r t）
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos t cos t 2
此时uo(t)的振幅将是按cos △ωt变化的低频电压，即 产生了失真。 3）与载波不同频不同相 即 : 则 :
u （） （ t c ） r t Urm cos
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t 8.2(b)输出信号波形
单元八 调幅信号的解调(检波)
1)当输入为单频正弦信号调制的普通调幅波时，
uI(t) Uim maUim
0
t
8.3(a) 输入信号波形
uo(t)
UΩm
0
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8.3(b)输出信号波形
t
单元八 调幅信号的解调(检波)
则uo(t)为原调制信号 。 由式(8-2)得该检波器的电压传输系数 :
Kd U m 1 K M Uwk.baidu.comrm maU im 4
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单元八 调幅信号的解调(检波)
其实际电路图如下：
0.1u 51 0.1u 100
1.3K
1.3K 12V
800 0.1u ur uI 0.1u 1K 1K 0.1u 8 1 7 2 3 6 5 9
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单元八 调幅信号的解调(检波)
检波前和检波后信号的频谱，如下：
Uim/V
0
fc-fn
fc-F1 fc
fc+F1
fc+Fn
f
（a）输入信号频谱 U0m/V
0
F1 F2
Fn
f
（b）输出信号频谱
图8.1检波器的频谱变换（普通调幅）
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单元八 调幅信号的解调(检波)
Kd UO U im
式(8-1)
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若检波器输入为高频调幅波,其包络振幅为 maUim，而输出低频电压振幅为UΩm ，如图8.3所示, 则检波器的电压传输系数：
Kd U m maU im
式(8-2)
显然,检波器的电压传输系数越大 ,则在同样 输入信号的情况下,输出信号就越大,即检波效率高。 一般二极管检波器Kd总小于1，Kd越接近于1越好。
从以上两种波形可以看出，对于普通调幅波，由于 其包络反映了调制信号变化的规律，因此对普通调幅波 进行检波，检波器的输出电压uO(t)波形与输入调幅波 uI(t)的包络相同。 2、检波器的分类和组成 同步检波器（相干检波器）
分类:
非同步检波器（非相干检波器）
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单元八 调幅信号的解调(检波)
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-1-2检波器的主要性能指标 1)电压传输系数Kd 电压传输系数用来说明检波器对高频信号的解 调能力，又称为检波效率，用Kd表示。 若检波器输入为高频等幅波，如图8.2所示，其 振幅Uim为,而输出直流电压为UΩm,则检波器的电压 传输系数：
则乘法器的输出电压为：
2 u （） t K u （） t u （）= t K U U （ 1 m cos t ） cos ct z M I r M rm im a
1 1 1 K M U rmU im + K M U rmU im ma cos t + K M U rmU im cos 2ct 2 2 2
单元八 调幅信号的解调(检波)
2）当输入uI(t)为双边带调幅波时，即 :
U I (t ) maUim cos tcosct
2 则 ： u （ t ） K u （ t ） u （ t ）= K U U m cos t cos ct z M I r M rm im a
1 1 1 K M U rmU im ma cos t + K M U rmU im ma cos （2c ）t+ K M U rmU im ma cos （2c ）t 2 4 4
1 U 令 ： m 2 K M U rmU im ma
则uo(t)为原调制信号。 由式(8-2)得该检波器的电压传输系数 :
Kd
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U m 1 K M U rm maU im 2
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2)非同步检波器的组成框图
uI(t) 非线性器件 低通滤波器 u0(t)
图8.4(b)非同步检波器的组成框图 非同步检波器检波时不需要同步信号，由非线性器 件和低通滤波器构成，它只适合于普通调幅波（AM）的 检波。这种检波器的输出信号(原调制信号)与调幅波的 包络变化规律一致，故称为包络检波器。
3K
3K 0.1u 1K
MC1596
1u
RL>10K
4
10
0.005u 0.005u 1K 10K
图8.6MC1596接成的同步检波器
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图中，电源采用12V单电源供电，调幅信号uI(t)通 过0.1uF耦合电容加到1端，其有效值在几mV~100mV范 围内都能不失真解调，同步信号ur(t)通过0.1uF耦合电 容加到8端，电平大小只要求能使双差分对管工作于开 关状态（50~500mV之间）。输出端9经过RC的一个π 型低通滤波器和一个1uF的耦合电容取出调制信号。
KMXY uz
模拟乘法器实现
X Y
LPF
u0
图8.5（a）电路模型
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图8.5（b）原理电路
单元八 调幅信号的解调(检波)
1）当输入uI(t)为普通调幅波时，即 :
U I (t ) Uim （ 1 ma cos t）cosct
同步电压信号为：
u （ Urm cos ct r t）
3）当输入uI(t)为单边带调幅波时，即 :
U I (t ) 1 maU im cos （c +）t 2
（上边带）
则
1 u （ t ） K u （ t ） u （ t ）= K M U rmU im ma cos （c ）t cos ct z M I r 2
1 1 K M U rmU im ma cos t + K M U rmU im ma cos （2c ）t 4 8
则检波器输出电压没有失真，但 使输出低频电压的振幅减小。如
cos 1
0
即参考电压与载波同频同相，则输出低频电压的振幅最大； 如 : 则 :
900
u （ 0 t）=0
希望△Ф 越小越好。
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2）与载波不同频同相 即 : 则 :
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2、叠加型同步检波器
uI(t) ur(t)
包络检波器 VD
+
uo(t)
uI(t) ur(t)
+ _
+ _ _ RL C u0(t)
图8.7（a）叠加型同 步检波电路模型
图 8.7 （ b ） 叠 加 型 同 步检波电路
叠加型同步检波器的工作原理是将双边带调制信 号uI(t)与同步信号ur(t)叠加，得到一个普通调幅波，然 后再经过包络检波器（下节内容讲），解调出调制信号。 小结：同步检波器可用于各种调幅波的检波，且 同步电压振幅越大，则检波器的电压传输系数也越大。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
教学重点
1.检波的概念、类型、组成、主要技术指标 2.同步检波器的实现模型及工作原理
教学难点
无
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-1 检波器概述
8-1-1检波器的作用和组成 1、检波器的概念：从高频调幅波中检出原调制信 号的过程，称为检波。完成这个功能的电路称为检波器。 下面我们分别从频谱和波形来理解检波的实质。
1 1 K M U rmU im ma cos(2 c )t + K M U rmU im ma cos(2c t )t 4 4
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单元八 调幅信号的解调(检波)
则uZ(t)中含有0、F、2fc、2fc±F共5个频率分 量，经过低通滤波器LPF后滤去2fc、2fc±F高频分 量，再经隔直电容后，就得到：
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-2-2参考信号的频率和相位偏差对检波的影响 同步检波器工作时，要求本地参考电压ur(t)与载 波同频同相，即保持严格的同步。若ur(t)与载波不能保 持严格同步，即存在频偏△ω、△Ф ，则将对检波器有何 影响呢？ 1、分析如下：设uI(t)为双边带调制信号。 1）ur(t)与载波同频不同相 即: 则 : 令 :
则uZ(t)中含有F、2fc±F共3个频率分量，经过低通 滤波器LPF后滤去2fc±F两个高频分量，就得到：
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos t U m cos t 2
与普通调幅波的输出及电压传输系数完全相同。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
u （ Urm cos （ct ） r t）
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos cos t U m cos t 2
U m
1 K M U rmU im ma cos 2
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单元八 调幅信号的解调(检波)
此外,检波器还有衡量其失真的指标,如非线性 失真系数THD,某些检波器还存在特殊的失真,这将 在后文讨论。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-2 同步检波器
§ 8-2-1同步检波电路 同步检波电路实现方法 二极管包络检波器实现 1、用模拟乘法器实现的同步检波
KM uI 低通滤波 器 ur u0 ur uI
单元八 调幅信号的解调(检波)
8-1 检波器概述
8-2 同步检波器 8-3 大信号包络检波器
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教学内容
8.1 检波器概述
8.2 同步检波器
教学目的
1.理解检波器的概念（从频谱、波形）、分类、组成、 主要技术指标。
2.掌握同步检波器的实现模型及工作原理。
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos （t ） cos t 2
此时uo(t)的振幅将是按cos( △ωt+ △Ф)变化的低频 电压，即产生了失真。
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单元八 调幅信号的解调(检波)
2、同步信号的产生方法 1）若输入信号器为普通调幅波，可将调幅波限幅 去除包络线变化，得到的是角频率为ωc的方波，用窄带 滤波器取出ωc成分的同步信号。 2）若输入信号器为双边带调幅波，将双边带调制 信号uI(t)取平方uI(t) 2，从中取出角频为2ωc的分量， 经二分频将它变为角频率为ωc的同步信号。 3）若输入信号器为发射导频的单边带调幅波，可 采用高选择性的窄带滤波器，从入信号中取出该导频信 号，导频信放大后就可作为同步信号。如果发射机不发 射导频信号，则接收机就要采用高稳定度晶体振荡器产 生指定频率的同步信号。
1)同步检波器的组成框图
非线性器件 uI(t) ur(t) 同步信号发生器 低通滤波器 u0(t)
图8.4(a)同步检波器的组成框图 检波器是频谱搬移电路，所以检波器的组成中非线 性器件是其核心元件，同时用低通滤波器滤除无用频率 分量，取出原调制信号的频率分量。 同步信号发生器用来产生同步电ur(t)=Urmcosωct。 它适合于各种调幅波的检波（AM、DSB、SSB) 。
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2)输入电阻Ri 检波器的输入电阻Ri是指从检波器输入端看进去 的等效电阻,用来说明检波器对前级电路的影响程度。 定义Ri为输入高频等幅波的电压振幅Uim与输入高频脉 冲电流中基波振幅Iim之比：
U im Ri I im
式(8-3)
则uZ(t)中含有F、2fc+F共2个频率分量，经过 低通滤波器LPF后滤去2fc+F高频分量，就得到：
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos t U m cos t 4
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令：
U m 1 K M U rmU im ma 4
从图可以看出，检波是调幅的逆过程,则其频谱变 换也与调幅相反，即把调幅波的频谱由高频不失真地搬 到低频，其频谱向左搬移了fC。可见，检波器也是频谱 搬移电路。 检波前和检波后信号的波形，如下：
当输入为高频等幅波时，如下图8.2所示：
uI(t) Uim 0 8.2(a) 输入信号波形 t
u0(t) U0 0
u （ Urm cos （c ）t r t）
u （ 0 t） 1 K M U rmU im ma cos t cos t 2
此时uo(t)的振幅将是按cos △ωt变化的低频电压，即 产生了失真。 3）与载波不同频不同相 即 : 则 :
u （） （ t c ） r t Urm cos
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t 8.2(b)输出信号波形
单元八 调幅信号的解调(检波)
1)当输入为单频正弦信号调制的普通调幅波时，
uI(t) Uim maUim
0
t
8.3(a) 输入信号波形
uo(t)
UΩm
0
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8.3(b)输出信号波形
t
单元八 调幅信号的解调(检波)
则uo(t)为原调制信号 。 由式(8-2)得该检波器的电压传输系数 :
Kd U m 1 K M Uwk.baidu.comrm maU im 4
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其实际电路图如下：
0.1u 51 0.1u 100
1.3K
1.3K 12V
800 0.1u ur uI 0.1u 1K 1K 0.1u 8 1 7 2 3 6 5 9
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检波前和检波后信号的频谱，如下：
Uim/V
0
fc-fn
fc-F1 fc
fc+F1
fc+Fn
f
（a）输入信号频谱 U0m/V
0
F1 F2
Fn
f
（b）输出信号频谱
图8.1检波器的频谱变换（普通调幅）
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Kd UO U im
式(8-1)
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单元八 调幅信号的解调(检波)
若检波器输入为高频调幅波,其包络振幅为 maUim，而输出低频电压振幅为UΩm ，如图8.3所示, 则检波器的电压传输系数：
Kd U m maU im
式(8-2)
显然,检波器的电压传输系数越大 ,则在同样 输入信号的情况下,输出信号就越大,即检波效率高。 一般二极管检波器Kd总小于1，Kd越接近于1越好。
从以上两种波形可以看出，对于普通调幅波，由于 其包络反映了调制信号变化的规律，因此对普通调幅波 进行检波，检波器的输出电压uO(t)波形与输入调幅波 uI(t)的包络相同。 2、检波器的分类和组成 同步检波器（相干检波器）
分类:
非同步检波器（非相干检波器）
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单元八 调幅信号的解调(检波)
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单元八 调幅信号的解调(检波)
§ 8-1-2检波器的主要性能指标 1)电压传输系数Kd 电压传输系数用来说明检波器对高频信号的解 调能力，又称为检波效率，用Kd表示。 若检波器输入为高频等幅波，如图8.2所示，其 振幅Uim为,而输出直流电压为UΩm,则检波器的电压 传输系数：
则乘法器的输出电压为：
2 u （） t K u （） t u （）= t K U U （ 1 m cos t ） cos ct z M I r M rm im a
1 1 1 K M U rmU im + K M U rmU im ma cos t + K M U rmU im cos 2ct 2 2 2
单元八 调幅信号的解调(检波)
2）当输入uI(t)为双边带调幅波时，即 :
U I (t ) maUim cos tcosct
2 则 ： u （ t ） K u （ t ） u （ t ）= K U U m cos t cos ct z M I r M rm im a
1 1 1 K M U rmU im ma cos t + K M U rmU im ma cos （2c ）t+ K M U rmU im ma cos （2c ）t 2 4 4