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1、实 验 四,振幅解调器,1做本实验时应具备的知识点：,问题,2做本实验时所用到的仪器：,GP-4实验箱（振幅调制电路单元）EE1641函数发生器（用作调制信号源）WY1052 高频信号发生器（用作载波源）TDS1002 数字存贮示波器 DT9205N 数字万用表,.振幅解调基本原理 二极管包络检波 模拟乘法器实现同步检波,1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。,2掌握用包络检波器实现AM 波解调的方法。了解滤波电容数值对AM 波解调的影响。,3理解包络检波器只能解调m100的AM 波，而不能解调m100的AM 波以及DSB波的概念。,4掌握用MC1496 模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM
2、波和DSB波解调的方法。了解输出端的低通滤波器对AM 波解调、DSB波解调的影响。,5理解同步检波器能解调各种AM 波以及DSB波的概念。,1用示波器观察包络检波器解调AM 波、DSB 波时的性能。,2用示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能。,3用示波器观察包络检波器的滤波电容过大对AM 波解调的影响。,4用示波器观察同步检波器输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响。,解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频端的信号频谱搬移到低频端，解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解
3、调方式。,振幅调制过程,解调过程,AM调制(全载波),DSB调制,SSB调制,包络检波,同步检波,峰值包络检波,平均包络检波,乘积型同步检波,叠加型同步检波,1.调幅波解调的方法-包络检波法,二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大（俗称大信号，通常要求峰-峰值为1.5V 以上）的AM波。它具有电路简单，检波线性好，易于实现等优点。,1.调幅波解调的方法同步检波法,同步检波，又称相干检波。它利用与已调幅波的载波同步（同频、同相）的一个恢复载波（又称基准信号）与已调幅波相乘，再用低通滤波器滤除高频分量，从而解调得调制信号。,乘积型同步检波的电路模型:,解调
4、载波,叠加型同步检波的电路模型:,高频已调波,解调波输出,高频已调波,解调载波,解调波输出,2.二极管大信号包络检波器的电路组成与工作原理,2.1 电路组成,二极管大信号包络检波器的电路组成如图所示:,它是由:1.输入回路（变压器耦合）,2.检波二极管VD,3.RC低通滤波器组成,二极管的作用是单向导电，并利用其伏安特性实现频率的变换。,RC 低通滤波电路有两个作用：,对低频调制信号u来说，电容C 的容抗，电容C 相当于开路，电阻R 就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压,对高频载波信号uc来说，电容C 的容抗，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。,2.2 工
5、作原理,当输入信号ui(t)为高频调幅波时，经变压器耦合送到检波电路。,因充电时间常数（=rd C）较小，充电很快，使电容C上很快建立输出电压uo(t)。,在载波信号的正半周,二极管正向导通，高频电压对电容C 充电，,+-,+-,因为作用在二极管VD两端上的电压为ui(t)与uo(t)之差，即uD=ui-uo。所以二极管的导通与否取决于uD,+uD-,uD=ui-uo,当uD=ui-uo 0，二极管导通；当uD=ui-uo 0，二极管截止。,当ui(t)达到峰值开始下降以后，随着ui(t)的下降，使uD发生变化，当uD=0时，二极管VD截止。C 把导通期间储存的电荷通过R放电。因放电时常数RC
6、较大，放电较缓慢。,当输入信号的下一峰值到来时，uD0，二极管导通，对C 充电。峰值下降使uD0时通过R放电。,随着输入信号的变化，使二极管输出电压不断进行充电或放电，,仿真,检波器的实际输出电压，包括三个：uo(t)=u(t)+UDC+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(t)+UDC 包含了直流及低频调制分量。,2。3 峰值包络检波器的应用型输出电路,图(a)：电容Cd的隔直作用，直流分量UDC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)：电容C的旁路作用，交流分量u(t)被电容C旁路，输出信号为直流分
7、量UDC，一般可作为自动增益控制信号（AGC信号）的检测电路。,2.3.1 电压传输系数Kd,2.3 检波电路的主要技术指标,是指检波电路的输出电压和输入高频电压振幅之比。,当检波电路的输入信号ui为高频等幅波时，检波输出为直流电压Uo。传输系数Kd表示为：,当检波电路输入高频调幅波时，输出为低频正弦信号，其传输系数 Kd定义为,2.3.2等效输入电阻Rid,因为检波器是非线性电路，Rid的定义与线性放大器是不相同的。Rid定义为输入高频等幅电压的振幅Uim，与输入端高频脉冲电流基波分量的振幅之比，即,一般为了提高检波效率和滤波效果，总希望选取较大的RC 值，（C越大高频波纹越小），但如果RC
8、 取值过大，使RC的放电时间常数 所对应的放电速度小于输入信号(AM)包络下降速度时，会造成输出波形不随输入信号包络而变化，从而产生失真，这种失真是由于电容放电惰性引起的，故称为惰性失真。,2.4 检波器的失真,在二极管峰值型检波器中，存在着两种特有失真：,惰性失真,底部切割失真,1 2.4.1 惰性失真,产生惰性失真的原因：,输入AM信号包络的变化率RC放电的速率。,避免产生惰性失真的条件：,在任何时刻，电容C上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化率，即,仿真,2.4.2底部切割失真,一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求：
9、,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。,当 UR Uim(1-ma),仿真,或,通常Cd取值较大(一般为510F)，在Cd两端的直流电压UDC，大小近似等于载波电压振幅UDC=KdUim,UDC经R和RL分压后在R上产生的直流电压为：,由于UR对检波二极管VD来说相当于一个反向偏置电压，会影响二极管的工作状态。,在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于UR,+UDC-,+u(t)-,显然，RL越小，UR分压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，ma值越大，调幅波包络的振幅maUim越大，调幅波包络的负峰值Uim(1-ma)越小，底部切割失真也越易产生。,要防止这种失真
10、，必须要求调幅波包络的负峰值Uim(1-ma)大于直流电压UR。即,避免底部切割失真的条件为：,式中，R=RL/R为检波器输出端的交流负载电阻，而R为直流负载电阻。,实验电路 二极管峰值包络检波器,D为检波二极管，电阻R91和R83为检波器的直流负载，电阻R91与电容C96和C90组成型低通滤波器，C94为耦合电容，对低频信号呈现短路。R94为下一级的输入电阻。当检波电路接有C94、R94后，其直流负载R=R 交流负载R交=R/R交 如果R不等于R交 则会产生负削峰失真。R=R1/R2=0.1-0.2范围内一般为5K C=C1+C2 一般取C1=C2 为0.01uF,四、实验应会技能,1.掌握二极管包络检波器解调AM信号的方法,五、思考题与实验报告,1.通过一系列两种检波器实验，将下列内容整理在表内,并说明二种检波结果的异同原因,2.画出二极管包络检波器加大C前后的检波输出波形，并进行比较,分析原因。3.在同一坐标上画出同步检波解调全载波及抑制载波时去掉低通滤波器中电容C4,C5前后各是什么波形，并分析二者为什么有区别。,
