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1、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,一、工作原理,1电路,图 4-4-4原理电路,只适用于AM波的解调,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。,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：,与二极管整流过程相同。设二极管的VD(on)=0，伏安特性：,2原理,(1)D 导通时，vS 向 C 充电，=RDC；,(2)D 截止时，C 向 RL 放电，=RLC。,1）、检波过程就是信号源通
2、过二极管给电容充电和电容对负载电阻放电交替进行的过程；,2）、输出电压具有负反馈作用；,3）、二极管只在输入高频振荡的峰值附近导通，且时间极短，其输出电压波形必与输入信号包络成正比；,4）、二极管电流中的平均分量即为检波输出电流，其在负载电阻RL上产生的电压即为检波输出电压。,图 4-4-5检波电路波形,即 vAV=VAV+Vmcos t,且其值与输入调幅信号包络 Vm0(1+Macos t)成正比,VAV=dVm0，Vm=dMaVm0,d：检波电压传输系数(检波系数)，恒小于 1。,充放电达到动态平衡后，输出电压便将稳定在平均值 vAV 上下按角频率 c 作锯齿状波动。,(1)D 的作用,原
3、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。当满足和 RL RD 的条件时，可以认为，VAV Vm，即检波电压传输系数 d 趋于 1，而叠加在 vAV 上的残余高频(输出纹波)电压趋于 0。,3讨论,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。,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。,(2)Ri 的求法可近似
4、从能量守恒原理求得。,(3)Ri 的作用,图 4-4-7三极管射极包络检波电路,(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：,发射结等效检波二极管；,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),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。,实际电路：均外加正向偏置电压(或电流)，克服 VD(
5、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。,(2)小信号检波,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,(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
6、产生惰性失真。,(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,(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,单音调制时不产生惰性失真的充要条件：,(3)分析,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负峰切割失真,(a)图 4-4-10负峰的切割失真,(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
7、)RL/Ri2,直流负载：ZL(0)=RL,ZL(j)ZL(0)，且 ZL(j)ZL(0),(2)负峰切割失真,图 4-4-10负峰的切割失真,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：,检波器的输出电流：,其中：,（4）避免负峰切割失真的条件,Ma 越大，或 Ri2 越小，失真越大,图 4-4-11二极管检波器的改进电路,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 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，
8、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。,4.4.3 同步检波电路,1作用：解调双/单边带信号,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,若 Vrm Vm0，Ma 1，合成了不失真的调幅信号，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,对双边带，可从已调波信号取出,例：双边带调制信号,取平方，取角频率为 2c 的分量,二分频，可获同步信号 c。,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；,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）；,
