第6章-振幅调制与解调3课件

6.3.1包络检波1、概念输入为AM波时，检波器输出带有直流电平的调制信号，其交流部分与AM波的包络相似，故称为包络检波。第6章调幅信号的解调上包络下包络负半周正半周下降沿上升沿16.3.1包络检波1、概念输入为AM波时，检波器输出带有直上一页下一页目录帮助2、检波前后的频谱搬移已调波(AM)的频谱调制信号的频谱。第6章调幅信号的解调2上一页下一页目录帮助2、检波前后的频谱搬移已调波(AM)的频上一页下一页目录帮助3、检波器的组成部分1）前级中放的选频负载，即检波器的高频输入电路；2）检波用的非线性器件：二极管、三极管；3）低通滤波器：RC低通滤波器。第6章调幅信号的解调3上一页下一页目录帮助3、检波器的组成部分1）前级中放的选频负上一页下一页目录帮助4、检波器的分类二极管检波器，三极管检波器；串联式检波器，并联式检波器；大信号检波器，小信号检波器；包络检波器，同步检波器；连续波检波器，脉冲波检波器。本节研究二极管串联式连续大信号包络检波器，一般要求检波器输入信号振幅大于0.5V。第6章调幅信号的解调4上一页下一页目录帮助4、检波器的分类二极管检波器，三极管检波目录帮助二、包络检波器的工作原理1.包络检波电路该电路类似于整流电路，但条件不同：（可将载波等高频分量完全滤除）（二极管的导通电阻Rd可忽略）（C对视为开路，调制信号被保留）（,充电快，放电慢）第6章调幅信号的解调5目录帮助二、包络检波器的工作原理1.包络检波电路该电路类似于目录帮助2.充、放电过程，二极管导通，充电，为脉冲状；，二极管截止，放电，。第6章调幅信号的解调其中，已调波振幅的最小值：6目录帮助2.充、放电过程，二极管导通，充电，为脉冲状；上一页下一页由于，所以RC电路充电快（二极管导通时间短），放电慢（二极管截止时间长），电容上电压变化的速度跟得上已调波包络的变化速度；所以输出电压的波形与已调波包络的波形相似，即从而完成了解调的任务。第6章调幅信号的解调7上一页下一页由于，所以上一页下一页三、包络检波器的质量指标1.电压传输系数（检波效率）为二极管导通角，为检波器的导通电阻，R为检波器的负载电阻，因为，，从而第6章调幅信号的解调可以证明：8上一页下一页三、包络检波器的质量指标1.电压传输系数（检波效目录帮助2.检波器的等效输入电阻式中，：输入高频电压的振幅：流过二极管的高频电流基波分量振幅。运用能量守恒定律，忽略的损耗和高次谐波损耗，则输入、输出的功率相等：

可见，二极管检波器的输入电阻Rid与其的负载电阻R有关，R越大，Rid也越大，对前级电路的有载QL值的影响越小。：高频载波振幅：检波器输出直流电压第6章调幅信号的解调可得：9目录帮助2.检波器的等效输入电阻式中，：输上一页下一页目录帮助3.包络检波器的失真1）惰性失真（对角线切割失真）包括两类常见的波形失真：惰性失真和底部切割失真，也还可能出现线性失真和其它非线性失真。这是种失真是由于电容的惰性引起的。由于太大，就会使电容C的放电速度小于调幅波包络的下降速度，导致惰性失真。第6章调幅信号的解调10上一页下一页目录帮助3.包络检波器的失真1）惰性失真（对角线上一页下一页目录帮助经分析，可找出避免惰性失真的条件：包络的数学表达式：流过电容C的电流包络变化速度∴电容C的放电速度为∴第6章调幅信号的解调而11上一页下一页目录帮助经分析，可找出避免惰性失真的条件：包络的为避免惰性失真，须使得：，经计算可得，避免惰性失真的要求为：其中，

为最大调幅度为最高调制频率12为避免惰性失真，须使得：上一页下一页目录帮助2）底部切割失真（负峰切割失真）这种现象，是由检波器交、直流负载电阻不相等及调幅度过大引起的。因此，要从增大交流负载电阻和限制的取值范围两者着手，以消除失真。第6章调幅信号的解调耦合电容后级输入电阻

13上一页下一页目录帮助2）底部切割失真（负峰切割失真）上一页下一页分析如下：耦合电容Cd的值一般较大，，一般为10μF左右。检波过程中，会在Cd两端建立起直流电压VDC,其值近似等于载波电压振幅，即：对二极管而言，此电压为负，阻止二极管导通。第6章调幅信号的解调在低频信号一个周期内，VDC基本维持不变。VDC经R和RL分压后，在R上产生直流电压：14上一页下一页分析如下：耦合电容Cd的值一般较大第6章调幅信号的解调◆当输入调幅波的ma值较小时，VR还不致影响检波二极管的正常工作.◆当ma值较大时，输入调幅波包络的负半周（即包络振幅的最小值）可能会低于VR，使二极管在一段时间内截止，检波器的输出信号不能跟随输入调幅波包络的变化，从而产生底部切割失真。15第6章调幅信号的解调◆当输入调幅波的ma值较小时，VR上一页下一页目录帮助因此，避免负峰切割失真的条件为第6章调幅信号的解调可得避免底部切割失真的条件为：式中，为检波器输出端的交流负载电阻，而R为直流负载电阻。

∴底部切割失真是由于检波器的直流负载电阻R不等于交流负载电阻，或调幅系数较大引起的。16上一页下一页目录帮助因此，避免负峰切割失真的条件为第6章上一页下一页3）频率失真（由电容引起）一般C取0.01μF，Cd取几～几十μF。Cd：若对低频开路，引起下限频率失真第6章调幅信号的解调C：若对高频短路，引起上限频率失真所以要求

所以要求17上一页下一页3）频率失真（由电容引起）一般C取0.01μF，上一页下一页6.3.2同步检波◆前面介绍的是普通调幅波（AM）的检波方法。◆对于抑制载波的双边带（DSB）调幅和单边带（SSB）调幅，因其波形的包络并不直接反映调制信号的变化规律，不能采用包络检波器解调；必须外加一个与发射端的高频载波

同频同相的电压（称为本地振荡）；在非线性器件的作用下，恢复出调制信号。这种检波方法叫“同步检波”。◆同步检波的方式很多，本章只介绍乘积器同步检波。第6章调幅信号的解调18上一页下一页6.3.2同步检波◆前面介绍的是普通调幅波（一、DSB信号的检波2.原理分析则乘法器的输出：第6章调幅信号的解调1.原理框图式中，k为乘法器的相乘系数；令，经低通滤波器后的输出信号为：

高频低频低频19一、DSB信号的检波2.原理分析则乘法器的输出：第6章由此式可知:（1）若本地振荡与发射载波同频、同相，即Δω0＝0，有：

表明同步检波器能无失真地将调制信号恢复出来。

（2）若本地振荡与发射载波有频差、同相，即Δω0≠0，有：

此时，输出信号的振幅为时间的余弦函数，已引起振幅失真。（3）若本地振荡与发射载波无频差、有相差，即Δω0＝0，有：输出信号中引入振幅衰减因子，如其随时间变化，同样也引起振幅失真。∴只有本地载波与发射载波同频同相，才能实现不失真的解调。20由此式可知:（1）若本地振荡与发射载波同频、同相，即Δω0＝上一页下一页3.DSB波形与频谱变换21上一页下一页3.DSB波形与频谱变换214.DSB本地载波的获得方法（2）解释：同步信号可直接从双边带信号中获取，方法是：先平方，再分频：用窄带滤波器取出频率分量，再经二分频器，可得频率为的同步信号。（1）原理框图：224.DSB本地载波的获得方法（2）解释：同步信号可直接二、SSB信号的检波1.原理框图(与DSB相同)2.原理分析◆目前，单边带通信一般采用的方式：发送端发送导频信号（即AM调制中的载波信号，但被抑制到与SSB信号电平相当）；接收端利用高Q的窄带滤波器提取导频信号，放大后作为本地振荡信号。

◆设含有导频信号的SSB信号为：

本地得到的同步电压