二极管包络检波实验

高频实验报告

实验名称：二极管包络检波实验

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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。

J3 J2

J1

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。

2. 对角切割失真观测与防止。

Kd=108/832×0.3=43.27%

避免对角切割失真测试表

（注：C1:0.01uF R1：510Ω）

四、实验总结与体会

1，当R

L C很大而r

D

很小时输出低频电压振幅只略小于调幅波包络振幅。

2，滤波电容放电慢会引起惰性失真，一般频率在1.6到1.7KHZ。

3，这个实验刚开始静态工作点的调节要尽量准确一点，这样后面调幅波出来的时候就会相对容易一点。