5.4-检波电路解析课件

1、主要要求： 掌握振幅解调的基本原理掌握二极管包络检波器的典型电路、工作原理，掌握避免惰性失真、负峰切割失真的方法。5.4 振幅解调电路掌握同步检波电路的组成模型与基本原理5.4.1 概述一、振幅解调电路的功能振幅解调电路的功能是从调幅波中不失真地解调出原调制信号。通常将振幅解调电路称为检波器。 调幅波频谱c+c-c输出信号频谱 检波的实质：也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将信号从高频搬移到低频端，包络检波器同步检波器二、检波器的分类 只适合AM的解调适合任一调幅波(AM,DSB,SSB)的解调三、检波电路的组成 输入回路 低通滤波器 非线性器件输入回路：非线性器件：低通滤波器：选择出所需的调

2、幅波频率变换，产生新的频率选择出所需的低频调制信号 (1) 电压传输系数Kd 四、 检波电路的主要技术指标 (2) 等效输入电阻Rid ：用来衡量对前级回路的影响，Rid越大，对前级回路的影响越小。输入高频电压振幅输入端高频脉冲电流基波分量的振幅（检波效率）：等幅波输入：调幅波输入：(3) 非线性失真系数Kf： 非线性失真的大小，一般用非线性失真系数Kf表示。当输入信号为单频调制的调幅波时，Kf定义为 式中，U、U2、U3分别为输出电压中调制信号的基波和各次谐波分量的振幅。 (4) 高频滤波系数F： 定义：输入高频电压的振幅Uim与输出高频电压的振幅Uom的比值，即在输入高频电压一定的情况下，

3、滤波系数F越大，则检波器输出端的高频电压越小，滤波效果越好。通常要求F(50100)。 Kf 越小越好。用来衡量低通滤波器的滤波能力。电阻R就作为检波器的负载，其两端产生输出低频电压。 一、 电路组成 对RC低通滤波器的要求： 对低频调制信号u来说，电容C相当于开路， 对高频载波信号uc来说，电容C相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。 理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为: 5.4.2 二极管大信号包络检波器(峰值包络检波器）输入回路检波管低通滤波器 大信号： 高频输入信号的振幅大于0.5VDRC+-ui二、 工作原理分析 + uD -+-uo 设电容C上的初始电压为0

4、，在输入端加上 调幅波。二极管D两端上的电压uD= ui- uo。当uD= ui- uo0，二极管导通；当uD= ui- uo0 ，二极管截止。 uouiti充i放+-(1)在输入信号正半周，二极管D正向导通，输入高频电压通过D对电容C充电。（rd为D的导通电阻）rd小，充电快，电容C上的电压很快充到最高值。(2)当ui uo，即uD= ui-uouo，二极管D又导通。又对C充电。经过不断循环反复，就得到输出电压。检波器的实际输出电压为：uo= u(t)+U0+uc当电路元件选择正确时，高频纹波电压uc很小，可以忽略，输出电压为：uo(t)=u+U0包含了直流及低频调制分量。 U0u(t)uc

5、tuouo uit二、 工作原理分析 大信号检波的实质：主要是利用二极管的单向导电性和 RC的充放电过程来实现检波。 图(a)：电容Cc的隔直作用，直流分量U0被隔离，输出信号为解调恢复后的原调制信号u，一般常作为接收机的检波电路。 图(b)：交流分量u(t)被电容C旁路，输出信号为直流分量U0，一般可作为自动增益控制信号（AGC信号）。 峰值包络检波器的典型应用电路 ：+-U0（b）ui+-CDRRC+-uoui+-CDRL+-uRCc+U0 -+-uo（a）+ ud-三、 折线分析法数学表示式为: gdUbz 二极管的导通电压udi d0-Ubzudi d0gd+ ud-+-uo二极管两端

6、电压: IM三、 折线分析法udi dUim+ ud-ui+-CDR+-uo0uduo则id=I0+I1mcosit+I2mcos2it+Inmcosnitgd(1) 等幅波输入-当时当it=0时，id=IM，可得i d 由于 ，则 经低通滤波器的输出电压: 在条件下，代入上式可得：三、 折线分析法三、 折线分析法(2) 调幅波输入当时直流低频调制分量四、大信号检波器的技术指标输入等幅波时，输入为普通调幅波时，1.电压传输系数Kd注：二极管大信号检波器的电压传输系数为常数，又称线性检波。 2.等效输入电阻3.检波器的失真(1)频率失真产生原因：电容C和 对不同频率具有不同的容抗值。对于电容C，

7、主要作用是滤除调幅波中的载波频率分量，当电容值选取过大时也会对调制信号 产生旁路失真。而电容 将会影响 输出电压中 。 频率失真非线性失真 惰性失真 负峰切割失真包络检波器特有两种失真+-uDCcui+-CRLR+-uo不产生频率失真的条件:（隔直电容）含义：检波器对不同调制频率，其电压传输系数不同而产生的失真。AB(2)非线性失真 产生原因：二极管伏安特性曲线的非线性引起的失真。二极管大信号检波的非线性失真非常小。产生原因： (3) 惰性失真t1t2RC过大，放电太慢, 所对应的放电速度小于输入信号(AM)包络的变化速度，会造成输出波形不随输入信号包络而变化，从而产生失真。（对角线失真）ui

8、tuc避免产生惰性失真的条件： 在任何时刻，电容放电速度应大于或等于输入包络的变化速度，即设Kd1，则若设输入信号为AM信号： 电容器C通过R放电，流过C和R的电流相等。流过C的电流为+-uDCcui+-CRLR+-uo避免产生惰性失真的条件：不产生惰性失真的条件：+-uDCcui+-CRLR+-uo令A=则不产生惰性失真的条件为A1。为在任何时刻都避免产生惰性失真，必须保证A值取最大时仍有故令:可得或 实际应用中，由于调制信号总占有一定的频带(minmax)，设计检波器时，应该用最高调制频率max来检验有无惰性失真，其检验公式为(4) 负峰切割失真(割底失真）现象 Uim(1-ma) URU

9、0经R和RL分压后在R上产生的直流电压为：ui+-CRLRDCC+U0 -+-UR Ui m原因：AB(4) 负峰切割失真(割底失真）t1t2由于大电容Cc的存在，使得检波器的交直流负载不同。在t1t2时间段内，输入信号幅度小于UR，二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。由此可见，当ma一定时，交直流负载越接近，负峰切割失真越不易产生。必须使输入调幅波振幅的最小值避免底部切割失真的条件为： 不产生负峰切割失真的条件提高 的方法:CRLRDCC加射极跟随器分负载方法设Kd1，则当R一定时， 越大，交直流电阻差值越小，负峰切割失真就不易产生。另外 越大，输出电压越小。 分负

10、载方法:CRLRDCC直流负载电阻:交流负载电阻:选取原则：1C2例： 叠加型乘积型同步检波器可分为：一、 乘积型同步检波器DSBSSBAM设输入已调波：本地载波为： 则相乘器输出为：则经低通滤波器后的输出信号为： 令特点：需外加一与发送端载波同频同相的本地载波信号5.4.3 同步检波器乘法器低通滤 波器u0本地载波u(t)ui讨论： (1)当外加本地载波与发射端的载波同步（同频，同相）无失真将调制信号恢复出来。(2)若本地载波与发射端的载波有频差(同相不同频)即引起频率失真。则乘法器低通滤 波器uDSBu0本地载波u(t)则：如果 是固定值，只是振幅减小，不会产生失真如果 随时间变化，也会引

11、起相位失真。(3) 若本地载波与发射端的载波有相位差(同频不同相)举例：MC1496乘积型同步检波uW (t)u0(t)+VCC (12V)RCM6RC361214RYR7R53kW3 kW51W1 kW0.005 mF47 mF0.01 mF0.1 mF1 kW100 W1.3 kW820 W10 kW0.005 mF0.1 mF1 kW0.1 mF0.005 mF0.1 mFus(t)1 kWp型低通滤波本地载波调幅波二、 叠加型同步检波器DSBSSBuAM 相加器包络检波器u0 本地载波uui(1) 输入为DSB：+ u0 -+-uDRC+-ui+-ui+ u0 -T1T2ud则合成不失真的普通调幅波二、 叠加型同步检波器DSBSSBuAM 相加器包络检波器u0 本地载波uui+ u0 -+-uDRC+-ui+-ui+ u0 -T1T2ud(2) 输入为SSB(上边带) ：本地载波信号为 由于包络检波器对相位不敏感，只讨论包络的变化： 当m