通信电子电路 第五章 第5～6节

3.检波效率
i R2
a 2 maU
2 cm
R2
cos
t
U m cos t
式中，
U m
a2 maU
R 2
cm 2
检波效率为
d
U m maU cm
a2
maU
2 cm
R2
maU cm
a2 R2U cm
4.输入电阻
因二极管D 始终处于导通，输入电阻 等于D 的交流阻抗 rD
Rin
rD
26 IQ (mA)
RL R2 R3 5 ~ 10k
从滤波效果好（高频电压主要降在R3上， 使输出中高频大大减少）。
1
R3
C ， c 3
R3 R2
在广播收音机中，频率是465kHz , 取
R3 560 ,
R2 5.6k,
R3
3) 滤波电容C2和C3 C2 和C3 大，检波效率高，滤波效果好。但太
由等效电势E 维持，形成割 底。
不产生割底失真的条件: 保证调幅波处于最小值时，二极管仍然要导通 调幅波处于最小值时仍然大于电压E
(1
ma )U cm
E
RL RL Ri
dU cm
ma
1d
RL RL Ri
设
ma
d
1
1
RL RL
则不产生割底失真的条件
Ri Ri RL 1 Ri RL Ri RL Ri RL
大则放电时间常数过大，易引起对角线失真， 一般取
C2 C3 0.005 F ~ 0.02F
4) 输出耦合电容C1 一般取 5 ~ 10F
5.6 抑制载波调幅波的产生和解调电路
5.6.1、抑制载波调幅波的产生电路 由模拟乘法器实现
5.6.2、抑制载波调幅的解调电路
5.6.2、抑制载波调幅的解调电路
R~L RL
5. 检波电路参数的选取
多了一个高频滤波环节R2、C3。 它的作用是滤去前节滤波后剩余
的高频成分。
1
cC3
R3
高频电压主要降在R3上，使输出 中高频大大减少。但增加对低频
也有影响，为了避免低频成分过
分减少， R3应R2比少的多。
R3 R2
1)检波二极管
为了提高检波效率，应选取正向电阻小
则乘法器的输出电压为：
u Auiur AUimU rm cos t cost(cost )
u
1 2
AU imU rm
cos
tcos(2ct
)
cos
设 AU imU rm 1
u
1 2
cos
cost
1 4
cos(2c
)t
1 4
c
os(2c
)t
经低通滤波器滤除高频分量，则解调输出信号
为：
uo
|
duc (t) dt
|t t A
||
du (t) dt
|t t A
|
ma sin t A
1 RLC
(1
ma
cos t A ) （5-74）
不产生对角线失真的条件
1 ma 1 (CRL )2
或
RLC
1
m
2 a
ma
表明 CRL 放电慢
ma 调制深，包络线下降快
周期短，包络线下降快
（ 1k 以下），反向电阻大（500k以上），
同时要求结电容小的管子。一般选点接触型二 极管如 2AP 系列。
2)负载电阻 RL
ma
1
RL RL Ri
Ri RL
Ri
Ri RL RL Ri
1 RL
R~L RL
RL d
RL 易产生割底失真，
兼顾两者一般取
RL R2 R3 5 ~ 10k
d
检出的音频电压幅d度 (U m ) 调幅波d 包络线变化的幅 度(maU cm )
U m maU cm
当检波器输入为高频等幅波时，输出平均电压，则
定义为
d
整出的直流电压 (U0 ) 检波电压的幅值 (Ucm)
U0 Ucm
d 1
2)电路参数（ωC RL，RL，r D ）对检波效率的
影响
（1）一定RL下，ωC RL大, 放大变慢 高d
ma
cos t
它正是所需要的解调信号。由于它的幅值与输入
信号幅值的平方成正比，故称平方律检波。
另外，频率为 2的成分最值得注意。
把二次谐波与基波之比称为二次谐波失真系数，
用 表示，即
1 4
ma2
a2U
2 cm
ma
a
2
maU
2 cm
4
可见，调制系数 ma越大，失真越严重。一般情况下
ma 30% 7.5%
包络检波器只能解调普通调幅波，而不能解 调 DSB 和 SSB 信号。这是由于后两种已调信 号的包络并不反映调制信号的变化规律，因此， 抑制载波调幅的解调必须采用同步检波电路。 -------相干检波
1. 工作原理
1) 乘积型同步检波器的组成方框图
图5-39 乘积型同步检波器的组成方框图
2) 工作原理
AUimU rm
cost
1 2
AUimU rm
co s (2 c
)t
因此，同步信号与发送端载波信号必须严 格保持同频同相，否则就会引起解调失真。
当相位相同而频率不等时，将产生明显的解调 失真；
当频率相等而相位不同时，则检波输出将产生 相位失真。
乘积型电路
图5-40 二极管环形检波电路
利用模拟乘法器构成的抑制载波调幅解调电路
1）检波器输入信号与输出信号的波形
输入等幅波
输入调幅波
图5-21 检波器与输入、输出波形
（2）检波器的质量要求
检波效率
若输入等幅波 若输入调幅波
d
Uo Ucm
d
U m maU cm
检波失真 输出电压与输入调幅波包络的相似程度
输入阻抗 检波器输入端的等效阻抗
5.5.1 小信号平方律检波
输入信号振幅在几毫伏至几十毫伏范围内的检波利用二极管的非 线性特点
当ωC RL=100时，可达0.86， 而 ω C RL过大，会引起 检波失真。 高
d
3）检波管的影响
r D小，充电快， 高d
4）信号强度对 d的影响
信号强度越大，ui (t)大——
越d高
2)电路参数（ωC RL，RL，r D ）对检波效率的 d
影响
（1）一定RL下，ωC RL大, 放大变慢 高 d (2)检波管的影响 r D小，充电快， 高d (3)信号强度对 的d影响
ui (t)> uo (t) (导通) C 充电, 充电时间常数τ充= rDC (小) ， 充电快。 ui (t)< uo (t) （截止） C 放电， 放电时间常数τ放= RLC （大），放电慢。
快充慢放，保证uo (t)接近ui (t)的包络。
注：输出电压uo(t) 的大小与输入电压的峰值 接近相等，故称为峰值包络检波。
()
二、大信号检波（峰值包络检波）
1.工作原理
1）大信号检波过程是利 用二极管的单向导电特性 和检波负载RC的充放电 过程。
特点：快充慢放
rD—二极管电阻 RL—负载电阻
放电时间常数大于充电时间常数， 输出电压跟谁输入电压包络变化
uo(t)的成分 音频成分——有用输出；高频—
—滤去 直流成分——隔直流电容滤去
5.5 普通调幅波的解调电路
由调幅波中取出调制信号—调制的反过程
调幅信号的解调分为：
1相干解调
适应一切调幅波 解调效果好。
电路复杂 成本高
2非相干解调
只适应普通调幅波 电路简单 成本低
（1）小信号平方律检波(利用二极管的非线性）
（2）大信号峰值包络检波(利用二极管的单向导 电性） -------重点内容
2d
一般经验可取 Rin=2—3kΩ
4. 检波失真
1) 对角线失真（惰性失真、放电失真）
失真原因：放电太慢，包络线下降快, 以致跟 不上调幅波包络的变化。
不失真条件：
电容放电的速度 duc (t) dum (t) 包络线下降速度
dt ttA
dt ttA
要防止对角线失真现象，应使包络线下降 速率小于RLC 放电速率，即
它与普通包络检波器的区别就在于接收端必须提供 一个本地载波信号，而且要求它是与发送端的载波 信号同频、同相的同步信号。
经低通滤波器后，就可解调出原调制信号。
频谱的再搬移
设输入的 DSB 信号及同步信号分别为 ui Uim cos t cos ct ur Urm (cosc（t 两)个载波有相差）
1 2
cos
cost
uo
1 2
cos
cost
低频信号输出幅度与 co成s正 比，
当 时 ，解调输出为零。
2
当 时0 ，解调所得低频信号幅度最大。
若输入信号是SSB 波，即
ui Uim cos(c )t
uo Auiur AU imU rm cos(c )t cos ct
1 2
1.电路
2.原理
设输入的是单频正弦调制的调幅波，即
u AM (t) U cm (1 ma cos t) cosct
二极管的输入电压为
Q
u uAM VQ Ucm(1 ma cos t) cosct VQ
二极管特性曲线在Q 点的幂级数展开式为
i a0 a1(VQ uAM ) a2(VQ uAM )2
也可用导频信号去控制接收端载波振荡器， 使之输出的同步信号与发送端载波信号同步。
对于双边带调幅（DSB)波， 单边 带调幅（SSB)波，同步信号的提 取需要专门电路。
cos t)2
cos
2 C
t
从中取出角频率为 2的C分量，经二分频器将它变换成角 频率为 的C同步信号。
对于单边带调幅波(SSB)，同步信号无法从 中提取出来。
为了产生同步信号，往往在发送端发送单边 带调幅信号的同时，附带发送一个功率远低 于边带信号功率的载波信号，称为导频信号， 接收端收到导频信号后，经放大就可以作为 同步信号。
信号强度越大， ui (t) 大—— 越高d
包络检波效率： d 1
3.输入电阻（ Rin）
输入电阻: 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 Rin ，它等于输入高频电压振幅与检波电
流中基波（指载频 ）电流振幅 I1m 之比，即
： c
Rin
Ucm I1m
RL
本地载波信号产生方法
因此，如何产生一个与载波信号完全同频同相的同步信 号是极为重要的.
普通调幅波（AM)中，包含有载波信号，因而可以用同 步解调法
对于双边带调幅（DSB)波，同步信号可直接从输入的双 边带调幅波中提取，即将双边带调幅波取平方
ui Uim cos t cos Ct
ui2
(U im
2）割底失真
一般在接收机里检波器输出耦合到下级的电容 很大（C1很大5—10uf），对检波器输出的直 流而言，上充有一个直流电压
E
RL RL Ri
U0
RL RL Ri
dU cm
E dUcm
R~L RL || Ri
当输入信号 ui (t) E, 二极管D导通;
当输入信号 ui (t) 二E极, 管D截止。 此时电容C上电压=E
2） uo(wenku.baidu.com)的成分 音频成分——有用输出；高频——滤去 直流成分——隔直流电容滤去，可用于AGC
（自动增益控制电路）。当输入信号很大时，设法 把管子发射结偏压降低一些。
2.检波效率（ d)
1) 定义
若检波器输入调幅波电压包络的幅度为 maUcm ，
输出低频电压的振幅为 U m ，则 d定义为
将式（5-60）代入式（5-61），只取前两项，得
i a0 a1Ucm(1 ma cost) cosct
a2U
2 cm
(1
ma
cost)2
cos2
ct
i
a0
a2 2
(1
ma 2
/
2)U
c
2 m
a2U
2 cm
ma
cos
t
1 4
a2U
2 cm
m
2
a
cos
2t
...
（5-62）
式中
i
a2U
2 m