第6章 调幅信号的解调

1、1第六章第六章调幅信号的解调调幅信号的解调2解调的方式：解调的方式：控制控制调调制制低频信号低频信号高频信号高频信号（载波）（载波）载波的参数载波的参数调幅波调幅波幅度幅度 频率频率 相位相位调频波调频波 调相波调相波检波检波低频信号低频信号解解调调鉴频鉴频鉴相鉴相调幅波调幅波 调频波调频波 调相波调相波3 3解调器在接收机中的位置解调器在接收机中的位置4 4第一节第一节 概述概述解调是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调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。制信号的过程。调幅信号的解调（又名调幅信号的解调（又名检波检波）一、检波电路的功能一、检波电路的功能振

2、幅检波器的功能是从调幅信号中不失真地解调出调制信振幅检波器的功能是从调幅信号中不失真地解调出调制信号。号。高频等幅波高频等幅波正弦调制的调幅信号正弦调制的调幅信号直流电压直流电压正弦波正弦波检波器检波器检波器检波器5 5检波器输入信号波形检波器输入信号波形检波器输出信号波形检波器输出信号波形高频等幅波高频等幅波直流电压直流电压正弦调制的调幅信号正弦调制的调幅信号正弦波正弦波6 6t调幅波调幅波调幅波频谱调幅波频谱c+c- - c输出信号频谱输出信号频谱 非线形电路非线形电路低通滤波器低通滤波器t调幅波调幅波t调幅波调幅波t调幅波调幅波包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t包络检波

3、输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t从频谱上看，解调跟调制一样，也是一种信号频谱的线性搬移过从频谱上看，解调跟调制一样，也是一种信号频谱的线性搬移过程，不过正好与振幅调制频谱搬移过程相反，是将高频端的信号程，不过正好与振幅调制频谱搬移过程相反，是将高频端的信号频谱搬移到低频端。频谱搬移到低频端。7 7振幅调制过程：振幅调制过程： 解调过程解调过程 AM调制调制 DSB调制调制 SSB调制调制包络检波包络检波 同步检波同步检波二、检波电路的分类二、检波电路的分类 1 包络检波包络检波 t调幅波调幅波调幅波频谱调幅波频谱c+c- - c输出信号频谱输出信号频谱包络检波输出包络检波输出t 非

4、线形电路非线形电路低通滤波器低通滤波器t调幅波调幅波t调幅波调幅波t调幅波调幅波包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t 解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于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。不同的解调。8 8 由于由于DSB和和SSB信号的包络不同于调制信号，不能用包络检信号的包络不同于调制信号，不能用包络检 波器，只能用同步检波器，但需注意同步检波过程中，为了正波器，只能用同步检波器，但需注意同步检波过程中，为了正常解调，必须恢复载波信号，而所恢复的载波必须与原调制载常解调，必须恢复载波信号，而所恢复的载波必须

5、与原调制载波同步（即同频同相）。波同步（即同频同相）。 乘法器乘法器低通滤波器低通滤波器uDSBuou2 同步检波同步检波解调解调载波载波9 9三、非相干解调检波器电路的组成框图三、非相干解调检波器电路的组成框图高频高频输入输入非线性非线性器器 件件低通低通滤波滤波为什么检波电路必须由为什么检波电路必须由非线性器件非线性器件才能实现？才能实现？问题：问题：1010 (1) 电压电压传输系数传输系数Kd (又称检波效率又称检波效率)四、四、 检波电路的主要技术指标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。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

6、当检波电路的输入信号信号为高频等幅波，即为高频等幅波，即ui(t)=Uimcosct时，时，Kd定义为输出直流电压定义为输出直流电压Uo与输入高频电压振幅与输入高频电压振幅Uim的比值，即的比值，即imodUUK 小于小于1。设计电路时，尽量使它接近。设计电路时，尽量使它接近1。 当输入高频调幅波当输入高频调幅波ui(t)=Uim(1+macost)cosct时，时，Kd定义为输定义为输出低频信号出低频信号分量的振幅分量的振幅Um与输入高频调幅波包络变化的振幅与输入高频调幅波包络变化的振幅maUim的比值，即的比值，即 imamdUmUK 1212(2) 等效输入电阻等效输入电阻Rid 因为检

7、波器是非线性电路，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。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与输入端高频脉冲电流基波分量的振幅之比，即波分量的振幅之比，即 1mimidIUR 输入阻抗输入阻抗 检波器输入端的等效阻抗（对载波频率）检波器输入端的等效阻抗（对载波频率）（尽量大，减小对前一级的影响）（尽量大，减小对前一级的影响）(3) 非线性失真系数非线性失真系数Kf 非线性失真的大小，一般用非线性失真系数非线性失真的大小，一般用非线性失真系数Kf表示。当输入表示。当输入信号为单频调制的调幅

8、波时，信号为单频调制的调幅波时，Kf定义为定义为 UUUKf2322式中，式中，U、U2、U3分别为输出电压中调制信号的基波和各分别为输出电压中调制信号的基波和各次谐波分量的有效值。次谐波分量的有效值。 检波器输出电压中的高频分量应该尽可能的被滤除，以免检波器输出电压中的高频分量应该尽可能的被滤除，以免产生高频寄生反馈，导致接收机工作不稳定。产生高频寄生反馈，导致接收机工作不稳定。 高频滤波系数的定义为，输入高频电压的振幅高频滤波系数的定义为，输入高频电压的振幅Uim与输出高与输出高频电压的振幅频电压的振幅Uom的比值，即的比值，即moim UUF 在输入高频电压一定的情况下，滤波系数在输入高

9、频电压一定的情况下，滤波系数F越大，则检波器输出越大，则检波器输出端的高频电压越小，滤波效果越好。通常要求端的高频电压越小，滤波效果越好。通常要求F(50100)。 (4) 高频滤波系数高频滤波系数F 输出电压与输入调幅波包络的相似程度输出电压与输入调幅波包络的相似程度1. 电路与工作原理电路与工作原理2. 性能指标（检波效率、输入阻抗、性能指标（检波效率、输入阻抗、 检波失真（重点）检波失真（重点）调幅信号的解调调幅信号的解调：非相干解调非相干解调大信号峰值包络检波（重点）大信号峰值包络检波（重点）小信号平方律检波小信号平方律检波（输入调幅波的幅度在（输入调幅波的幅度在500mV以上）以上）

10、相干解调相干解调同步解调同步解调一、一、 电路与工作原理电路与工作原理ui(t)uo(t) u i(t)与与uo(t)tUDCu(t)tuo(t)检波器的输出电压与：检波器的输出电压与：uo(t)=u(t)+UDC第二节第二节 二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器16161 1、原理电路、原理电路 下图是二极管大信号检波的原理电路，是输入回路、非线性下图是二极管大信号检波的原理电路，是输入回路、非线性器件和低通滤波器组成器件和低通滤波器组成 输入信号振幅大于输入信号振幅大于0.5V，利用二极管两端加正向电压时导通，利用二极管两端加正向电压时导通，输入信号电压通过二极管对低通滤波器的电容

11、，输入信号电压通过二极管对低通滤波器的电容C充电。二极管充电。二极管两端加反向电压时截止，电容两端加反向电压时截止，电容C通过通过R放电这一特性实现的检波放电这一特性实现的检波，其输出电压反映输入信号振幅变化的规律。，其输出电压反映输入信号振幅变化的规律。1717ZLRui+- -CrdRC低通滤波电路有两个作用：低通滤波电路有两个作用： 对低频调制信号对低频调制信号u来说，电容来说，电容C的的容抗容抗 ，电容，电容C相当于开路，电阻相当于开路，电阻R就作为检波器的负载，其两端产生输就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压出低频解调电压 RC1 对高频载波信号对高频载波信号uc来说，电容

12、来说，电容C的容抗的容抗 ，电容，电容C相当于相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。 RC c1理想情况下，理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为低通滤波网络所呈现的阻抗为: : RZZZ)(0)()(cL1818输入为等幅波输入为等幅波 经过多次反复充放电，直到在一周内电容充电电荷量与放电电经过多次反复充放电，直到在一周内电容充电电荷量与放电电 荷量相等，充放电达到动态平衡进入稳定工作状态。荷量相等，充放电达到动态平衡进入稳定工作状态。 ，二极管导通，对，二极管导通，对C C充电，充电时常数很小，充电快。充电，充电时常数很小

13、，充电快。10 t ， 二极管截止，二极管截止，C通过通过R放电，放电时常数很大，放电慢。放电，放电时常数很大，放电慢。21tt ，二极管导通，又对，二极管导通，又对C充电。充电。32tt ，二极管截止，二极管截止，C上电压对上电压对R放电。放电。43tt2 2、大信号包络检波的工作原理、大信号包络检波的工作原理 当当uD= ui- - uo0 ，二极管导通；，二极管导通；当当uD= ui- - uoUbZ的条件下上式可写成的条件下上式可写成RrRgtgdd 27273533115231 tg3333RrRgdd 代入上式可得：代入上式可得：RrRgtgdd 在在 很小时很小时imbZUUu

14、0cos 由于由于所以，所以，当输入电压为高频等幅波时，检波器输出电压为：当输入电压为高频等幅波时，检波器输出电压为： coscos0imbZimUUUu 由以上的分析可以看出由以上的分析可以看出: 当电路一定当电路一定(管子与管子与R一定一定)时，在大信号检波器中时，在大信号检波器中是是恒定的，它与输入信号大小无关。其原因是由于负载电阻恒定的，它与输入信号大小无关。其原因是由于负载电阻R的反作用，使电路具有自动调节作用而维持的反作用，使电路具有自动调节作用而维持不变。例如不变。例如, 当输入电压增加，引起当输入电压增加，引起增大，导致增大，导致I0、Uo增大，负载电压增大，负载电压加大，加到

15、二极管上的反偏电压增大，致使加大，加到二极管上的反偏电压增大，致使下降。下降。因因一定，一定， Kd=cos，检波效率与输入信号大小无关。所，检波效率与输入信号大小无关。所以，以，检波器输出、检波器输出、 输入间是线性关系输入间是线性关系线性检波线性检波。 当输入当输入AMAM信号时，输出电压信号时，输出电压 uo=KdUim(1+macos t)。3333RrRgdd 由于由于2929cos0imUu 当输入电压为高频等幅波时当输入电压为高频等幅波时检波器输出电压为：检波器输出电压为：tUuiimi cos 当输入电压为当输入电压为AMAM信号时信号时ttmUuiaimi cos)cos1(

16、 检波器输出电压为：检波器输出电压为：cos)cos1 (0tmUuaim即即即即cos)cos1 ()(tmUtuaimtmUUaimimcoscoscos当输入普通调幅波时，检波器的输出当输入普通调幅波时，检波器的输出直流直流角频率为角频率为 的交流的交流tmUuaimBcoscos负载负载R RL L上的电压上的电压: :为所需的调制信号为所需的调制信号imamdUmUK 输输入入已已调调波波包包络络振振幅幅输输出出低低频频交交流流电电压压振振幅幅ttmUuucaimAMi cos)cos1( oAMoiDuuuuu 若设输入信号若设输入信号)(tuo输出信号为输出信号为,则加在二极管两

17、端的电压则加在二极管两端的电压uDi DuoUim如果以右图所示的折线表示二极管的伏安特如果以右图所示的折线表示二极管的伏安特征曲线（注意在大信号输入情况下是允许征曲线（注意在大信号输入情况下是允许的），则有：的），则有： )(cos)cos1()()(tuttmUgtuugtiocaimdoAMdd 当当 tc时时0)( tid有：有：tUUtUmUtmUtumDCimaimaimo coscoscoscoscos)cos1()( 可见可见)(tuo有两部分：有两部分：低频调制分量：低频调制分量：tUtum cos)(其中：其中： cosimamUmU 直流分量直流分量 ： cosimDCU

18、U 1、 电压传输系数电压传输系数Kd （检波效率）检波效率）定义：定义：三、三、 电路主要性能指标电路主要性能指标 + uD-ui+- -CVDR+- -uo3232 coscos imaimaimamdUmUmUmUK有有 为电流导通角。为电流导通角。其中其中3333RrRgdd 当电路一定当电路一定(管子与管子与R一定一定)时，在大信号检波器中时，在大信号检波器中是恒定是恒定的，它与输入信号大小无关。的，它与输入信号大小无关。)(tuo有两部分：有两部分：低频调制分量：低频调制分量：tUtum cos)(其中：其中： cosimamUmU 直流分量直流分量 ： cosimDCUU UDC

19、u(t)tuo(t)3333ttmUucaimi cos)cos1( )cos1()(tmUKtuaimdo cosKRd讨论：讨论： 当当VD和和R确定后，确定后，即为恒定值，与输入信号大小无关，即为恒定值，与输入信号大小无关，亦即检波效率恒定，与输入信号的值无关。表明输入已调波的包络亦即检波效率恒定，与输入信号的值无关。表明输入已调波的包络与输出信号之间为线性关系，故称为线性检波与输出信号之间为线性关系，故称为线性检波 则输出信号为：则输出信号为： 当当1 dK1 dK但但理想值理想值50 Rgd9 . 0 dK一般当一般当，一般计算方法为：一般计算方法为：当输入信号为：当输入信号为：33

20、33RrRgDd KdgDR关系曲线图 34342、检波的等效输入电阻、检波的等效输入电阻idR 峰值检波器常作为超外差接收机中放末级的负载，故其输入阻抗对峰值检波器常作为超外差接收机中放末级的负载，故其输入阻抗对前级的有载前级的有载Q值及回路阻抗有直接影响，这也是峰值检波器的主要缺点。值及回路阻抗有直接影响，这也是峰值检波器的主要缺点。 检波器的输入电阻检波器的输入电阻Rid是是为研究为研究检波器对其输入谐振回路影响的检波器对其输入谐振回路影响的大小而定义的，因而，大小而定义的，因而，Rid是是对载对载波频率信号呈现的参量。波频率信号呈现的参量。+- -uo中放末级中放末级RsVDRCsCL

21、sisRid+- -ui3535 检波器的输入阻抗包括输入电阻检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容及输入电容 Ci，如下图，如下图所示。所示。 输入电阻是输入载波电压的振幅输入电阻是输入载波电压的振幅Uim与检波器电流的基与检波器电流的基频分量振幅频分量振幅I1m之比值，即之比值，即mimidIUR1 检波器输入电容包括检波器输入电容包括检波二极管结电容检波二极管结电容Cj和和二极管引线对地分布电二极管引线对地分布电容容Cf，CiCj+Cf。Ci可可以被看作是输入回路的以被看作是输入回路的一部分。一部分。的表达式的表达式idR1imidmURI12idRR1sin cosimdidmUr

22、RI(tan)drR.! 51! 31sin53将将 、 、 展开成级数取前两项代入展开成级数取前两项代入tansincos3512tan3152411cos12!4! idR在二极管导通角在二极管导通角 很小很小的情况下的情况下,等效输入电阻等效输入电阻直流电阻直流电阻)cossin(1)(11imdMmUrII 全部转换为输出端负载电阻全部转换为输出端负载电阻R上上消耗的功率消耗的功率 KdUimui(t)t 忽略二极管导通电阻忽略二极管导通电阻rd上的损上的损耗功率，由能量守恒的原则，检波耗功率，由能量守恒的原则，检波器输入端口的高频功率器输入端口的高频功率 id2im2RURUK2im

23、2d即有即有 RUKRU2im2did2im2 又因又因Kd=cos 1 RR21id 所以所以 若设输入信号为等幅载波信号若设输入信号为等幅载波信号tUucimi cos 由此可见，串联二极管峰值包络检波器的输入电阻与二极由此可见，串联二极管峰值包络检波器的输入电阻与二极管检波器负载电阻管检波器负载电阻R有关。当有关。当较小时，近似为较小时，近似为R的一半。的一半。R越大，越大，Ri越大，对前级的影响就越小。越大，对前级的影响就越小。也可以以下列方式导出也可以以下列方式导出Rid的表达式的表达式3838 (1) 惰性失真惰性失真 在二极管峰值型检波器中，存在着两种特有失真在二极管峰值型检波器

24、中，存在着两种特有失真： 惰性失真惰性失真 底部切割失真底部切割失真3 3、检波器的失真、检波器的失真 一般为了提高检波效率和滤波效果，（一般为了提高检波效率和滤波效果，（C越大，高频波纹越小），总希望越大，高频波纹越小），总希望选取较大的选取较大的R，C值，但如果值，但如果R，C 取值过大，使取值过大，使R，C的放电时间常数的放电时间常数 所对应的放电速度小于输入信号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，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

25、惰性引起的，故称为惰性失真。故称为惰性失真。RC tui(t)与与uc(t)uc(t)ui(t)3939 产生惰性失真的原因：产生惰性失真的原因： 输入输入AM信号包络的信号包络的变化率变化率RC放电的速率放电的速率 避免产生惰性失真的条件：避免产生惰性失真的条件： 在任何时刻，电容在任何时刻，电容C上电压的上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化率应大于或等于包络信号的变化率，即变化率，即ttUtuAMC )(tui(t)与与uc(t)uc(t)ui(t) 分分 析析另外，在二极管截止瞬间，电容两端所保持的电压近似等于输入信号另外，在二极管截止瞬间，电容两端所保持的电压近似等于输入信号的峰值

26、。即的峰值。即ttmUuaimi0cos)cos1 ()cos1()(tmUtUaimAM 1sin)(1tUmttUimattAM)cos1(tmUuaimC dtduCticC)()cos1(111tmURCtuaimttC 若设输入信号若设输入信号AM信号：信号： 包络信号为：包络信号为：在在t1时刻包络的变化率时刻包络的变化率:那么电容那么电容C通过通过R放电，放电时，放电，放电时，通过通过C的电流为的电流为：通过通过R的电流为：的电流为：RuicR因为因为iC=iR的电流的电流 即：即：RCudtduRudtduCcccc414111sin)cos1(1tmUmtmURCaimaim

27、 时刻不产生惰性失真的条件为：时刻不产生惰性失真的条件为：1t所以要求在所以要求在则有：则有：1cos1sin11 tmtmRCAaa1t)(tUAMCu实际上不同的实际上不同的 ，和和下降速度不同。下降速度不同。为在任何时刻都避免产生惰性失真，必须保证为在任何时刻都避免产生惰性失真，必须保证A值取最大时仍有值取最大时仍有1max A故令故令:0 dtdAttUtuAMC )(1sin)(tUmttUimaAM )cos1(111tmURCtuaimttC 4242 0cos1sincos)cos1(22222 tmtRCmttmmRCdtdAaaaa即：即：;cosamt 221cos1si

28、namtt 可解得：可解得：aammRC21有有 实际应用中，由于调制信号总占有一定的频带实际应用中，由于调制信号总占有一定的频带( min max)，并且各频率分量所对应的调制系数并且各频率分量所对应的调制系数ma也不相同，设计检波器时，应也不相同，设计检波器时，应该用最大调制度该用最大调制度mmax和最高调制频率和最高调制频率max来检验有无惰性失真，其来检验有无惰性失真，其检验公式为检验公式为可见，可见，ma 、 越大，信号包络变化越快，要求越大，信号包络变化越快，要求RC的值就应该越小。的值就应该越小。a2amax1mmRC2max1aammRCA不产生惰性失真的条件不产生惰性失真的条

29、件单音频调幅波检波时单音频调幅波检波时,不产生惰性失真的条件不产生惰性失真的条件:21aamRCm 多音频调幅波检波时多音频调幅波检波时,不产生惰性失真的条件不产生惰性失真的条件:aammRC2max14444 不难看出调制信号角频率不难看出调制信号角频率 越高，调幅系数越高，调幅系数ma越大，包越大，包络下降速度越快，惰性失真络下降速度越快，惰性失真越严重。要克服这种失真，越严重。要克服这种失真，必须减小必须减小RC的数值，使电容的数值，使电容器的的放电速度加快，因此器的的放电速度加快，因此要求：要求： tui(t)与与uc(t)uc(t)ui(t)amax2a1mmRC式中的调制信号角频率

30、式中的调制信号角频率 取最高调制角频率取最高调制角频率，调幅系数，调幅系数ma越应越应取最大调幅系数，因为这种情况下最容易产生惰性失真取最大调幅系数，因为这种情况下最容易产生惰性失真 记忆理解记忆理解)cos1(tmUaim Uim(1-ma)(2)底部切割失真（负峰切割失真）底部切割失真（负峰切割失真）1) 原因：一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的原因：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：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： Ui mRRRUULDCR UR二极管截止，检波输出信号不跟随

31、输入调幅波包络的变化而产生失真。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。当当 UR Uim(1-ma)ttmUucaimi cos)cos1( UR或或mindL1CR mindL1 CR 通常通常Cd取值较大取值较大( (一般为一般为510F) )，在在Cd两端的直流电压两端的直流电压UDC，大小近似等大小近似等于载波电压振幅于载波电压振幅UDC=KdUim UDC经经R和和RL分压后在分压后在R上产生的上产生的直流电压为：直流电压为： 由于由于UR对检波二极管对检波二极管VD来说来说相当于一个反向偏置电压，会影相当于一个反向偏置电压，会影响二极管的工作状态。响二极管的

32、工作状态。 在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于UR ,后级放大器后级放大器ui+- -CRLRVDCd+UDC - -+- -UR+u(t)- -4646 显然，显然，RL越小，越小，UR分压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，分压值越大，底部切割失真越容易产生；另外，ma值越大，调幅波包络的振幅值越大，调幅波包络的振幅maUim越大，调幅波包络的负峰值越大，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。越小，底部切割失真也越易产生。 要防止这种失真，必须要求调幅波要防止这种失真，必须要求调幅波包络的负峰值包络的负峰值Ui

33、m(1- -ma) 大于直流电大于直流电压压UR。即即RRRUmUimLaim)1( 避免底部切割失真的条件为：避免底部切割失真的条件为： RRRRRRRRm /LLLa式中，式中，R=RL/R为检波器输出端的为检波器输出端的交流负载电阻交流负载电阻，而，而R为为直流负载电阻直流负载电阻。 后级放大器后级放大器ui+- -CRLRVDCc+UDC - -+- -UR+u(t)- -当检波器接有当检波器接有Cc、RL后，检后，检波器的直流负载波器的直流负载R=仍等于仍等于R，而低频交流负载而低频交流负载R 等于等于R与与RL的并联，即的并联，即R =RRL/(R+RL)。因因R=R ，将引起底部

34、失真，将引起底部失真 在工程上，在工程上，减小检波器交、直流负载的差别减小检波器交、直流负载的差别有两有两种常用的措施：种常用的措施： 一是在检波器与下一级低放级之间插入高输入一是在检波器与下一级低放级之间插入高输入阻抗的射极跟随器阻抗的射极跟随器; 二是将二是将R分成分成R1和和R2，R=R1+R2。此时，直。此时，直流负载电阻：流负载电阻：R=R1+R2 ，交流负载电阻：，交流负载电阻：R =R1+R2Rg ，如，如图所示。图所示。减小底部切削失真的电路减小底部切削失真的电路RRma 由隔直耦合电容由隔直耦合电容 Cc 和滤波电容和滤波电容 C 引起的。引起的。LcRC min1RC ma

35、x1n为使频率在为使频率在 min时时,Cc上压上压 降不大降不大, 不产生频率失真不产生频率失真: n为使频率在为使频率在 max时时, C断开断开, 不把低频电流旁路掉不把低频电流旁路掉:综上综上,一般一般,隔直耦合电容隔直耦合电容 Cc 取几个微法取几个微法( F),滤波电容滤波电容 C 取取0.005 F0.02 F 。RCi1（3）频率失真）频率失真对于对于C一般：一般： 1)/( idsscLRRCQ (1) 回路有载回路有载LQ要大：这应该从选择性及通频带的要求来考虑。要大：这应该从选择性及通频带的要求来考虑。cTRC 为高频载波周期为高频载波周期cT(2) 为发保证输出的高频纹

36、波小为发保证输出的高频纹波小要求：要求：cRC 1 即即 4. 检波器设计及元件参数的选择检波器设计及元件参数的选择 (3) 为了减少输出信号的频率失真（输出信号为一个低频限带信号）为了减少输出信号的频率失真（输出信号为一个低频限带信号）要求：要求： 不不影影响响下下限限频频率率不不影影响响上上限限频频率率ddLCCRCRCminmax11 min maxmaxmax2max1mmRC(4) 为了避免惰性失真：要求：为了避免惰性失真：要求：LLaRRRmRRRRRmLa/(5) 为了避免底部切割失真：为了避免底部切割失真：或或+- -u中放末级中放末级RidRLCVDRCsLsRsisCd50

37、50调幅信号的解调调幅信号的解调：非相干解调非相干解调大信号峰值包络检波大信号峰值包络检波小信号平方律检波小信号平方律检波1. 电路电路3. 性能指标（检波效率、输入阻抗）性能指标（检波效率、输入阻抗）2. 工作原理工作原理（输入调幅波的幅度（输入调幅波的幅度在几十在几十mV, 或更小）或更小）第三节第三节二极管小信号检波器二极管小信号检波器 输入高频信号的振幅小于输入高频信号的振幅小于0.2V，利用二极管伏安特性的弯曲部分进行利用二极管伏安特性的弯曲部分进行频率变换，然后通过低通滤波器实现频率变换，然后通过低通滤波器实现检波。检波。 二、小信号检波器的工作原理二、小信号检波器的工作原理 小信

38、号检波的原理电路如右小信号检波的原理电路如右图所示。图所示。 因为是小信号输入，检波器因为是小信号输入，检波器需外加偏压需外加偏压VQ使其静态工作点使其静态工作点 位位于二极管伏安特性的弯曲部分。于二极管伏安特性的弯曲部分。 一、小信号检波一、小信号检波检波器需外加偏压检波器需外加偏压VQ使其静态工作点使其静态工作点 位于二极管伏安特位于二极管伏安特性的弯曲部分。性的弯曲部分。高频高频输入输入非线性非线性器器 件件低通低通滤波滤波当加的输入信号为当加的输入信号为调幅信号时。二极调幅信号时。二极管中电流变化规律管中电流变化规律如右图所示。如右图所示。2210iiDQiDububbiVuu所以由于

39、三、小信号检波器的分析（幂级数分析法）三、小信号检波器的分析（幂级数分析法）332210)()()(QDQDQDDVubVubVubbi将将iD进行泰勒展开：进行泰勒展开：忽略高次项，有：忽略高次项，有：2210iiDububbitUbtUbUbItUbtUbItUbtUbIitUuiimiimimQiimiimQiimiimQDiimi2cos21cos21)2cos1 (21coscoscoscos221222212221时，得：当输入为等幅波为二极管偏置电流式中QiiDIbububbi02210其中直流电流增量：其中直流电流增量：直流分量直流分量2221imUb输出电压增量：输出电压增量

40、：RUbim2221若输入信号为单音调制的若输入信号为单音调制的AM波波，因，因c，可用包络函数，可用包络函数U(t)代替上式中的代替上式中的Uim ，检波器输出，检波器输出电压增量为：电压增量为：tmtmmRUbtmRUbRUbaaaaim 2cos21 cos2)211 (21) cos1 (2121222im222im222输入等幅波时，输出电压增量为输入等幅波时，输出电压增量为RUbim2221ttmUucaimicos)cos1 ( 由以上分析可知，小信号检波器输出电压与输入信号电压振幅由以上分析可知，小信号检波器输出电压与输入信号电压振幅Uim的平方成正比，故将这种检波器称为的平方

41、成正比，故将这种检波器称为平方律检波器平方律检波器。利用其检。利用其检波电流与输入高频电压振幅平方成正比这一特性，可以作功率指示，波电流与输入高频电压振幅平方成正比这一特性，可以作功率指示，在测量仪表及微波检测中广泛应用。这种检波器的电压传输系数在测量仪表及微波检测中广泛应用。这种检波器的电压传输系数Kd和输入电阻和输入电阻Ri都小，而且还有非线性失真，这是它的缺点。都小，而且还有非线性失真，这是它的缺点。时当输入调幅波ttmUucaimicos)cos1 (输出电压增量为输出电压增量为tmRUbtmRUbUmRbaimaimima2cos41cos)21 (2122222222直流分量直流分

42、量调制信号分量调制信号分量二次谐波分量二次谐波分量经经Cc隔直电容耦合在隔直电容耦合在RL上得到的输出电压为上得到的输出电压为tmRUbtmRUbaimaim2cos41cos22222调制信号分量调制信号分量二次谐波分量二次谐波分量产生非线性失真产生非线性失真四、小信号检波器的主要技术指标四、小信号检波器的主要技术指标输入为等幅波时，小信号检波器的电压传输系数为输入为等幅波时，小信号检波器的电压传输系数为 1、电压传输系数、电压传输系数RUbURUbKimimimd2222121输入为调幅波时，小信号检波器的电压传输系数为输入为调幅波时，小信号检波器的电压传输系数为 RUbUmRUmbKim

43、imaimad2222、检波器的等效输入电阻、检波器的等效输入电阻 可近似地认为等于二极管的导通电阻可近似地认为等于二极管的导通电阻rd 由于由于b2、Uim 较低，所以检波效率低。较低，所以检波效率低。 对载波频率，因二极管对载波频率，因二极管D始终处于导通，输入电阻等于始终处于导通，输入电阻等于二极管的交流阻抗二极管的交流阻抗rD。输入电阻小。输入电阻小。电压传输系数电压传输系数 小小, ,且不为常数且不为常数. .检波效率低检波效率低 等效输入电阻小等效输入电阻小存在非线性失真存在非线性失真 3、非线性失真系数、非线性失真系数 aimaimammmfmRUmbRUmbUUUK4141222222322u调幅指数越大调幅指数越大,非线性失真越严重非线性失真越严重五、小信号检波器的特点五、小信号检波器的特点dkdirR 综上，小信号平方律检波器的检波质量低。综上，小信号平方律检波器的检波质量低。第四节第四节 普通调幅波