振幅调制与解调电路

图 4-4-11 二极管检波器的改进电路
和 RL2，当 RL 维持一定时， RL1 越大，交、直流负载电阻的
差值就越小，但输出音频电压也就越小。为了折中地解决这
个矛盾，实用电路中常取 RL1/ RL2 = 0.1 ~ 0.2。
C2：进一步滤除高频分量，提高高频滤波能力。
方法 2：当 Ri2 过小时，在 RL 和 Ri2 之间插入高输入阻 抗的射随器。
ηdVm0 , RL
IΩm
Vm ZL ( jΩ)
ηd MaVm0 RL // Ri2
Ma 越大，或 Ri2 越小，失真越大
（4） 避免负峰切割失真的条件
IAV IΩm
Ma
Ri2 ZL(0) RLRi2 ZL(jΩ)
3 改进措施
出发点：减小交、直流 负载电阻的差别。
方法 1：将 RL 分成 RL1
相乘器电路：线性时变工作状态，开关工作状态（单、 双向开关函数的意义及应用），二极管环行混频器（电路组 成、分析方法）；
混频器：混频失真；
振幅调制与解调电路：二极管包络检波电路（电路特点、 检波失真）；
4.4 振幅调制与解调电路
4.4.1 振幅调制电路 4.4.2 二极管包络检波电路 4.4.3 同步检波电路
4.4.2 二极管包络检波电路
只适用于AM波的解调
一、工作原理
1．电路
图 4-4-4 原理电路
由工作在受输入信号控制的开关工作状态的检波二极 管D 和RLC 低通滤波器串联组成，称为串联型二极管包络 检波电路，为大信号检波电路。
vO
Vm
t
≥
t t1
t t t1
(a)
(b)
图 4-4-9 惰性失真
(a)不产生惰性失真
(b)产生惰性失真
单音调制时不产生惰性失真的充要条件：
(3) 分析
RLC ≤
1
-
M
2 a
ΩM a
Ma和 越大，包络的下降速度越快，不产生惰性失真
所要求的 RLC 值必须越小。
多音调制时，作为工程估算， 和 Ma 应取其中的最大 值。一般按 maxRLC ≤ 1.5 计算 。
② 输入电阻比二极管检波器增
大了(1 + )倍(该检波电路广泛应用于在集成电路中)。
四、大信号检波和小信号检波
(1)大信号检波(包络检波)
① 条件：二极管伏安特性可用原点转折的两段折线逼 近(即输入电压足够大，二极管工作在导通区和截止区时)故 二极管包络检波的这种工作状态称为大信号检波。
② 实际电路：均外加正向偏置电压(或电流)，克服 VD(on) 的影响。在这种情况下，工程上，可认为输入高频电 压振幅大于 500 mV 以上就能保证二极管检波器工作在大信 号检波状态。
原理上，D 起着受输入电压控制的开关作用。
(2)D 导通与截止时间与 RLC 大小有关
RLC C 向 RL的放电速度 C 的泄放电荷量 D 导通时间 锯齿波动 vAV 增大。
为提高检波性能，RLC
取值应足够大。当满足
RL
1
cC
和 RL>> RD 的条件时，可以认为，VAV Vm，即检波电压传
2．负峰切割失真
(1)检波器的交直流负载
CC ： 隔直电容，要求它对
呈交流短路；
Ri2 ：下级电路的输入电阻。 检波器的交流负载：
ZL( j ) RL // Ri2
(a) 图 4-4-10 负峰的切割失真
直流负载：ZL(0) = RL
ZL(j) ZL(0)，且 ZL(j) ZL(0)
(2)负峰切割失真
当输入调幅波电压的 Ma 较大 时，由于交、直流负载不等，输出
音频电压在其负峰值附近被削平的
现象，称为负峰切割失真。
(3)失真的原因 检波器的输出电压：
vAV V AV V Ωc mo Ωst
检波器的输出电流：
iAV IAV IΩc mo Ωst
其中：
图 4-4-10 负峰的切割失真
I AV
VAV RL
(2)Ri 的求法可近似从能量守恒原理求得。
Ri
1 2
RL
(3)Ri 的作用
(4)负载效应的抑制
减小负载效应，必须增大 Ri， 即增大 RL。但增大 RL，受检波器惰 性失真(下面介绍)的限制。解决办 法：采用三极管射极包络检波电路。
原理： ① 发射结等效检波二极管；
图 4-4-7 三极管射极 包络检波电路
(1)产生原因
增大 RL 和 C 值，可提高检波电压传输系数和高频滤波 能力。但过大，二极管截止期间 C 通过 RL 的放电速度过慢 跟不上输入调幅波包络的下降速度，输出电平就会产生惰性
失真。
(2)避免产生惰性失真的条件
必须在任何一个高频周期内，C 通过 RL 的放电速度大 于等于包络的下降速度，即
(2)小信号检波 ① 条件：vS 振幅 Vm 足够小(几至十几毫伏)，此时，二 极管应设有很小的偏置电流。
五、二极管包络检波电路中的失真
设： vS(t) =Vm0(1+Macos t)cosct，要求：
（1）
Vm0(1 - Ma) ≥ 500 mV
（2）RLC 的低通滤波器带宽应大于 Fmax。
1．惰性失真
4.4.3 同步检波电路
1．作用：解调双/单边带信号
2．电路： 相乘器 + 低通 二极管包络检波
图 4-4-13 用二极管包络检波器 构成的同步检波器
3．原理：vS 与 vr 叠加，合成为普通调幅信号
例：单音调制的双边带调制
v(t)vr(t)vS(t)V rm co ctsV m 0co tsco cts
若 VrmV >rVm (m10 ，V V m r Mm ac0<o 1，t)sc 合成oc 了ts不失真的调幅信号，可
通过包络检波器检波。
4．同步检波的关键：产生与载波同频同相的同步信号
① 对双边带，可从已调波信号取出 例：双边带调制信号
vS(t)kav(t)co cts 取平方，vS 2(t)ka 2v 2(t)co 2 s ct，取角频率为 2c 的分量
输系数 d 趋于 1，而叠加在 vAV 上的残余高频(输出纹波)电
压趋于 0。
二、输入电阻
1．负载效应 检波器作为中频放大器的输出负载，可以用检波输
入电阻 Ri 来表示这种负载效应。
中频 放大器
检波器
2．检波输入电阻 Ri
(1)Ri 定义
输入高频电压振幅对二极管电流 i 中基波分量振幅的比 值。
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二分频，可获同步信号 c 。
② 对单边带，若发射导频信号，可通过窄带滤波器从 接收信号中取出，放大后作为同步信号；若不发射导频信号， 接收端只能采用高稳定度晶体振荡器产生指定的同步信号。
内容小结
频谱搬移电路的组成模型：AM、DSB、SSB调制信号 表达式，频谱，包络，实现模型；
RLC 电路的作用：1） 检波器的负载；2）高频旁路
元件参数应满足：RD、VD(on)很 小 ,且
RDRL
1
1
c RLC
c：输入信号频 调率 制； 信号频率
Vsmmin500mV
2．原理
与二极管整流过程相同。设二极管的VD(on)=0，伏安特性：
gDv v0
i
0 v0
3．讨论 (1)D 的作用