调幅波的解调实验4

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波和D

2、SB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调方式,振幅 调制

3、 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,解调载波,叠加型同步检波的

4、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 工作原理,当输入信号ui(t)

5、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较大，放电较缓慢,当输入信号的下一峰

6、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，输出信号为直流分量UDC，一般可作为自动增益控制信号（AG

7、C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 取值过大，使RC的放电时间常数 所对应的放电速

8、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,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

9、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，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A