实验四二极管包络检波实验.doc

高频实验报告

实验名称：二极管包络检波实验

姓名：季克宇

学号：110404130

班级：通信（1）班

时间：2013.12.31

南京理工大学紫金学院电光系

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．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。了解滤波电容数值对AM 波解调影响。

3．了解电路参数对普通调幅波（AM ）解调影响。

二、实验基本原理与电路

图4-1是二极管大信号包络检波电路，图4-2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。 3.二极管大信号包络检波器检波失真

检波输出可能产生对角切割失真：是由于滤波电容放电慢引起的失真，也可称为惰性失真。

(1) 对角切割失真。如图4-3电路所示。

t

u

u i

u 0

图4-3 对角线失真原理图

避免对角线失真的条件是

a

a

L m m CR 2

1-<

Ω

上式表明a m 或Ω大，则包络线变化快、L CR 放电慢，这些都促成发生放电失真。 1. 实验电路

二极管大信号包络检波实验电路如图4-4所示。

图4-4 二极管大信号包络检波实验电路

三、实验内容

1．普通调幅波（AM ）的检波。

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=246/296=83%

TP1

D1

C1

RW1

C3

1

2

3

J3RW2

TP3

R4RW3

T1

T2

C4

R5R6

R7

C5

TP4

TP5

C7

R8

LED

K 包络检波

R1

C2

+12

IN1

OUT

J2

R2

R3

TP2

JI

L?

C

A4-0808

J3

J1

2.对角切割失真观测与防止。

表4-1 避免对角切割失真测试表：

负载

Ωma

（R1+R2+RW1）第一次 4.1kHZ 0.3 3.103KΩ

第二次 4.3KHZ 0.3 3.103KΩ

第三次 4.4KHZ 0.3 3.103KΩ注：C1:0.01uF R1:510

四、实验总结与体会

在老师的指导与帮助下通过这次我加深对二极管大信号包络检波工作原理的理解，掌握用二极管大信号包络检波器实现普通调幅波解调的方法。了解滤波电容数值对AM波解调影响通过与同学的交流与合作我很好的了解电路参数对普通调幅波解调影响，这是一次很愉快的实验经历。