实验六 二极管包络检波电路资料
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一、实验设计方案2.实验原理、试验流程或装置示意图实验原理:图6-1是二极管大信号包络检波电路 图6-2表明了大信号检波的工作原理。
输入信号)(U i(t)为正并超过C和LR上的)( U0(t)时二极管导通信号通过二极管向C充电 此时)( U0(t)随充电电压上升而升高。
当)( (U i(t)下降且小于)(0tu时二极管反向截止此时停止向C充电并通过LR放电)( U0(t)随放电而下降。
充电时二极管的正向电阻Dr较小充电较快)( U0(t)以近)(U i(t)上升的速率升高。
放电时 因电阻LR比Dr大得多通常kRL10~5放故)( U0(t)的波动小并保证基本上接近于)( (U i(t)的幅值。
如果)((U i(t)是高频等幅波且LR很大则)( U0(t)几乎是大小为U0的直流电压 这正是带有滤波电容的半波整流电路。
当输入信号)( (U i(t)的幅度增大或减少时 检波器输出电压)( U0(t)也将随之近似成比例地升高或降低。
当输入信号为调幅波时检波器输出电压)( U0(t)就随着调幅波的包络线而变化从而获得调制信号完成检波作用由于输出电压)( U0(t)的大小与输入电压的峰值接近相等故把这种检波器称为峰值包络检波器。
30实验设备及材料二、实验报告1.实验现象与结果试验得到输入的波形及数据如下输出的波形如下2.对实验现象、实验结果的分析及结论检波输出可能产生三种失真:第一由于检波二极管伏安特性弯曲引起的非线性失真;第二是由于滤波电容放电慢引起的惰性失真;第三是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的负峰值失真,其中第一种失真主要存在于小信号检波中并且是小信号检波器中不可避免的失真。
对于大信号检波器这种失真影像不大,主要是后两种失真。
(1)惰性失真(对角失真)(2)、割底失真三.实验总结1.本次试验成败及原因分析惰性失真(对角线切割失真)断开J1、J3 连接J2 由IN1端加入普通调幅波 AM 分别调节集成乘法器幅度调制实验电路板上产生的普通调幅波 AM 的调幅系数m a、调制信号频率Ω、二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1 在TP2点观测图6-3所示惰性失真波形图。
实验6 二极管包络检波器—、实验准备1.做本实验时应具备的知识点:●振幅解调●二极管包络检波2.做本实验时所用到的仪器:●晶体二极管检波器模块●高频信号源●双踪示波器●万用表二、实验目的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波解调影响;3.理解包络检波器只能解调m≤100%的AM波,而不能解调m>100%的AM波以及DSB 波的概念;4.了解输出端的低通滤波器对AM波解调的影响;三、实验内容1.用示波器观察包络检波器解调AM波时的性能;2.用示波器观察普通调幅波(AM)解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。
四、基本原理振幅解调即是从振幅受调制的高频信号中提取原调制信号的过程,亦称为检波。
通常,振幅解调的方法有包络检波和同步检波两种。
1.二极管包络检波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,通常要求峰一峰值为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。
本实验电路主要包括二极管、RC 低通滤波器和低频放大部分,如图9-1所示。
图中,10D01为检波管,10C02、10R08、10C07构成低通滤波器,10R01、10W01为二极管检波直流负载,10W01用来调节直流负载大小,10R02与10W02相串构成二极管检波交流负载,10W02用来调节交流负载大小。
开关10K01是为二极管检波交流负载的接入与断开而设置的,10K01置“on ”为接入交流负载,10K01置“off ”为断开交流负载。
10K02开关控制着检波器是接入交流负载还是接入后级低放。
开关10K02拨至左侧时接交流负载,拨至右侧时接后级低放。
当检波器构成系统时,需与后级低放接通。
10BG01、10BG02对检波后的音频进行放大,放大后音频信号由10P02输出,因此10K02可控制音频信号是否输出,调节10W03可调整输出幅度。
二极管包络检波(原创实用版)目录1.二极管包络检波的概述2.二极管包络检波的原理3.二极管包络检波的优缺点4.二极管包络检波的应用实例5.二极管包络检波的失真问题及解决方法正文一、二极管包络检波的概述二极管包络检波是一种常见的检波方法,主要用于从高频调幅信号中提取原调制信号。
它通过二极管将输入信号的负半周进行削平,从而得到原信号的包络。
二极管包络检波具有检波效率高、失真小、输入电阻较高等优点,但也存在一些缺陷,如底部切割失真、对角切割失真等。
二、二极管包络检波的原理1.包络检波的基本原理是在输入信号的正半周内,二极管导通,负半周内二极管截止。
这样,输出信号即为输入信号的包络。
2.为了得到一个完整的包络信号,需要在输入信号的负半周添加一个微分电路,使负半周的信号产生一个微小的正脉冲,从而形成一个完整的包络信号。
三、二极管包络检波的优缺点1.优点:检波效率高、失真小、输入电阻较高。
适用于普通调幅信号的解调。
2.缺点:受输入信号幅度和频率的影响较大,可能会产生底部切割失真、对角切割失真等问题。
在解调深度较大的情况下,谷值过低,需要加级放大。
四、二极管包络检波的应用实例1.AM 调幅信号解调:在 AM 调幅信号解调中,二极管包络检波是最常用的方法之一。
它可以从调幅信号中提取出原始音频信号。
2.频谱分析:在频谱分析中,二极管包络检波可用于观察信号的包络特性,从而分析信号的调制方式和参数。
五、二极管包络检波的失真问题及解决方法1.底部切割失真:当输入信号的幅度较低时,二极管包络检波可能会产生底部切割失真。
解决方法是增加输入信号的幅度或采用其他检波方法。
2.对角切割失真:当输入信号的频率较高或二极管的特性较差时,可能会产生对角切割失真。
解决方法是选择合适的二极管和优化电路参数。
综上所述,二极管包络检波是一种简单有效的检波方法,在实际应用中具有一定的优点,但也存在一些失真问题。
实验六二极管包络检波实验一、实验目的1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。
2、了解二极管包络检波的原理。
3、通过实验掌握二极管包络检波的主要技术指标,检波效率,以及二极管包络检波电路的失真。
二、实验预习要求1、复习二极管包络检波的原理。
2、复习二极管包络检波电路的各个元件的作用,以及二极管包络检波的条件。
3、复习二极管包络检波产生的惰性失真和负峰切割失真的原因,以及如何避免惰性失真和负峰切割失真。
三、实验原理调幅波的解调是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称为检波,是调制的逆过程。
振幅检波有同步检波和二极管包络检波,这里主要完成二极管包络检波实验。
二极管包络检波只适合对大信号(大于0.5V)的普通调幅波检波,它具有电路简单,D,RC低易于实现的优点。
本实验的实验电路原理如图实验电路图所示。
主要由二极管1101通滤波器组成,利于二极管的单向导电性和检波负载RC的充放电过程实现检波。
所以对RC充放电时间常数的选择很重要,放电时间过长,会产生惰性失真。
放电时间过短,检波输出电压里面谐波成分太多,检波效果不好。
四、实验仪器1、双踪示波器2、万用表3、函数信号发生器4、XSX-4B型高频实验箱五、实验内容及步骤实验电路图如图所示,在实验箱上找到本次实验所用的单元电路,然后接通实验箱K,相应的发光二极管点亮。
电源,并按下单元电源开关11001、按照211102-K ,321104-K ,321103-K 连接电路,由高频函数信号发生器产生一个载波为kHz V V C 100/2=(有效值),调幅系数为%20=a m ,调制信号的频率为1kHz 的调幅波,加到1101TP 二极管包络检波器的输入端,用示波器观察记录1104TP 点的波形。
(同时也要记录该调幅波的波形)2、按照211102-K ,321104-K ,321103-K 连接电路,由高频函数信号发生器产生一个载波为kHz V V C 100/2=(有效值),调幅系数为%100=a m ,调制信号的频率为1kHz 的调幅波,加到1101TP 二极管包络检波器的输入端,用示波器观察记录1104TP 点的波形。
实验六 AM 包络检波仿真电路一、实验目的1.掌握二极管包络检波的原理及电路设计方法。
2.了解二极管包络检波电路中元件选择要求及对检波器性能的影响; 3. 学会检波器的检测方法。
二、实验仪器1.计算机(EWB 仿真软件)三﹑实验原理 1.二极管包络检波器调幅波的解调是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称之为检波。
调幅波解调方法有二极管包络检波器,同步检波器。
本实验主要完成二极管包络检波。
二极管包络检波器是包络检波中最简单、最常用的一种电路。
它适合于解调含有较大载波分量电平的AM 波(俗称大信号,通常要求峰-峰值为1V 以上)。
它具有电路简单,检波线性好,易于实现等优点。
电路构成如图4-6-1所示: 图4-6-1包络检波器电路图图中D 为检波二极管,C 、L R 为检波负载,C 起高频旁路作用。
当输入电压su 为正半周时,二极管D 导通,电流对C 迅速充电,由于二极管的正向电阻D R 较小,C 上的电压很快上升到峰值;当s u 由最大下降时,D 截止,C 通过L R 放电,由于D L R R ,所以放电很慢,C 上的电压稍有下降。
第二个周期正半周上升到 C 上的电压后,二极管D再次导通。
这样循环往复的结果,在C 、L R 上得到包含直流分量、低频调制信号分量和微小高频信号分量的低频输出电压o u ,如图4-6-2所示。
图4-6-22.检波器的非线性失真在二极管峰值型检波器中,如果电路参数选择不恰当,将出现两种特有失真,(1)惰性失真:在二极管峰值型检波器中,如果检波负载时间常数C R L 太大,则电容C 的放电速度很慢,C 的两端电压不能随输入已调波包络而迅速变化,就会产生输出信号的非线性失真,这种非线性失真是因电容放电的惰性引起的,故称为惰性失真,如图4-6-3所示。
图4-6-3由此可知,在二极管峰值型检波器中,RC 时间常数的选择很重要,RC 时间常数过大,则会产生惰性失真。
RC 常数太小,高频分量会滤不干净。
任务名称:二极管包络检波1. 介绍二极管包络检波是一种常用的电子技术,用于将调制信号从高频载波中分离出来。
它广泛应用于无线通信、广播、电视等领域。
本文将详细介绍二极管包络检波的原理、应用和实现方法。
2. 原理二极管包络检波的原理基于二极管的非线性特性。
当二极管正向偏置时,它呈现出非线性的伏安特性曲线。
当输入信号的幅度较大时,二极管会在正半周将信号整流,而在负半周截断信号。
这样,输出信号就是输入信号的包络。
3. 实现方法二极管包络检波的实现方法主要有两种:简单包络检波和滤波包络检波。
3.1 简单包络检波简单包络检波是最基本的包络检波方法。
它通过将输入信号与直流偏置相连的二极管串联,然后通过一个负载电阻将输出信号提取出来。
这种方法实现简单,但对信号的频率和幅度有较大的限制。
3.2 滤波包络检波滤波包络检波通过在简单包络检波的基础上添加滤波电路,提高了对输入信号的适应性。
滤波电路可以是低通滤波器或带通滤波器,用于滤除高频噪声和杂散信号。
这种方法可以实现更好的包络检波效果,提高了信号的质量和稳定性。
4. 应用二极管包络检波在无线通信和广播领域有广泛的应用。
4.1 无线通信在无线通信系统中,二极管包络检波用于解调调制信号。
它可以将调制信号从高频载波中分离出来,用于音频信号的放大和处理。
例如,在调频调制中,包络检波器可以将调制信号从调频信号中提取出来,用于音频解调和放大。
4.2 广播和电视在广播和电视系统中,二极管包络检波用于解调广播信号和电视信号。
它可以将调幅和调频信号中的音频信息提取出来,用于音频放大和处理。
例如,在调幅广播中,包络检波器可以将调制信号从调幅信号中分离出来,用于音频解调和放大。
5. 优缺点二极管包络检波具有以下优点: - 简单、成本低廉 - 实现容易 - 适用于多种调制方式然而,它也存在一些缺点: - 对输入信号的频率和幅度有限制 - 对输入信号的失真较敏感 - 对高频噪声和杂散信号的抑制能力较弱6. 总结二极管包络检波是一种常用的电子技术,用于从高频载波中分离出调制信号。
实验报告课程名称:高频电子电路实验题目:检波电路实验班级学号:1803030123姓名: 蔡域虎成绩:沈阳理工大学2020年 6 月16 日实验内容:1.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 波解调影响;2.理解包络检波器只能解调m ≤100%的AM 波,而不能解调m> 100%的AM 波以及DSB 波的概念;3.掌握用MC1496模拟乘法器组成的同步检波器来实现AM 波和DSB 波解调的方法:4.理解同步检波器能解调各种AM 波以及DSB 波的概念。
实验目的: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.用示波器观察普通调幅波(AM)解调中的对角切割失真和底部切割失真的现象。
实验仪器、设备:集成乘法器调幅·混频与同步解调(A6);中放AGC 与二极管检波模块A5;示波器;高频信号源;低频信号源简单原理:解调过程是调制的反过程,即把低频信号从高频载波上搬移下来的过程。
解调过程在收信端,实现解调的装置叫解调器。
一.普通调幅波的解调振幅调制的解调被称为检波,其作用是从调幅波中不失真地检出调制信号。
由于普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律,因此常用非相干解调方法。
非相干解调有两种方式,即小信号平方律检波和大信号包络检波。
我们只介绍大信号包络检波器。
1.大信号检波基本工作原理大信号检波电路与小信号检波电路基本相同。
由于大信号检波输入信号电压幅值一般在500mV 以上,检波器的静态偏置就变得无关紧要了。
下面以图6-1所示的简化电路为例进行分析。
图6-1大信号检波电路大信号检波和二极管整流的过程相同。
图6-2表明了大信号检波的工作原理。
输入信号()i u t 为正并超过C和LR 上的()o u t 时,二极管导通,信号通过二极管向C充电,此时()o u t 随图6-2 大信号检波原理2.检波失真检波输出可能产生三种失真:第一种是由于检波二极管伏安特性弯曲引起的失真;第二种是由于滤波电容放电慢引起的失真,它叫对角线失真(又叫对角线切割失真);第三种是由于输出耦合 电容上所充的直流电压引起的失真,这种失真叫割底失真(又叫底部切割失真)。
实验六 二极管包络检波电路
一、
实验目的
1. 掌握用二极管大信号包络检波器实现普通调幅波(AM )解调的方法。
2. 了解电路参数对普通调幅波(AM )解调影响。
二、实验使用仪器
1.集成乘法调幅实验板、二极管包络检波实验板 2.高频信号源、100MHz 双踪示波器、万用表。
图6-1是二极管大信号包络检波电路,图6-2表明了大信号检波的工作原理。
输入信号)(t u i 为正并超过C 和L R 上的)(0t u 时,
二极管导通,信号通过二极管向C 充电,此时)(0t u 随充电电压上升而升高。
当)(t u i 下降且小于)(0t u 时,二极管反向截止,此时停止向C 充
电并通过L R 放电,)(0t u 随放电而下降。
充电时,二极管的正向电阻D r 较小,充电较快,
)(0t u 以接近)(t u i 上升的速率升高。
放电时,因电阻L R 比D r 大得多(通常Ω=k R L 10~5),放电慢,故)(0t u 的波动小,并保证基本上接近于)(t u i 的幅值。
如果)(t u i 是高频等幅波,且L R 很大,则)(0t u 几乎是大小为0U 的直流电压,这正是带有滤波电容的半波整流电路。
当输入信号)(t u i 的幅度增大或减少时,检波器输出电压)(0t u 也将随之近似成比例地升高或降
低。
当输入信号为调幅波时,检波器输出电压)(0t u 就随着调幅波的包络线而变化,从而获得调制信号,完成检波作用,由于输出电压)(0t u 的大小与输入电压的峰值接近相等,故把这种检波器称为峰值包络检波器。
2.二极管大信号包络检波器的电压传输系数
电压传输系数是检波器的主要性能指标之一,用d η表示,
cm
a m
cm a m d U m U U m U ΩΩ==
)()(调幅波包线变化的幅度检出的音频电压幅度η
对于二极管包络检波器,当C R L 很大而D r 很小时,输出低频电压振幅只略小于调幅波包络振幅,故d η略小于1,实际上d η在80%左右。
并且L R 足够大时,d η为常数,即检波器输出电压的平均值与输入高频电压的振幅成线性关系,所以又把二极管峰值包络检波称为线性检波。
电压传输系数与电路参数L R 、C 、0r 以及信号大小有关,很难用一个简单关系式表达,所以d η常用实测估算得到。
3.二极管大信号包络检波器输入电阻
输入电阻是检波器的另一个重要的性能指标。
对于高频输入信号源来说,检波器相当于一个负载,此负载就是检波器的等效输入电阻in R 。
d
L in R
R η2~
- 上式说明,大信号输入电阻in R 等于负载电阻的一半再除以d η。
例如Ω=k R L 1.5,当d η=0.8,时,则Ω=⨯=
k R in 2.38
.021
.5。
由此数据可知,一般大信号检波比小信号检波输入电阻大。
3.二极管大信号包络检波器检波失真
检波输出可能产生三种失真:第一种,由于检波二极管伏安特性弯曲引起的非线性失真;第二种是由于滤波电容放电慢引起的惰性失真;第三种是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的负峰切割失真。
其中第一种失真主要存在于小信号检波器中,并且是小信号检波器中不可避免的失真,对于大信号检波器这种失真影响不大,主要是后两种失真。
(1) 惰性失真。
如图6-3电路所示。
t
u
u i
u 0
图6-3 惰性失真原理图
避免惰性失真的条件是 2
)(11
L a CR m Ω+<
上式表明若
(2
设1=d η,不产生负峰切割失真的条件为
L
L L i L L i i L i i L L a R R R R R R R R R R R R R m ~
1
1=⋅+=+=+-≤
由该式可见,调制系数a m 愈大或检波器交直流电阻之比L
L
R R ~愈小,则愈容易产生负峰切割
失真。
3.实验电路
二极管大信号包络检波实验电路如图6-5,置于本实验讲义末。
四、实验内容
1.普通调幅波(AM )的检波。
2. 惰性失真观测与防止。
3. 负峰切割失真观测与防止。
五、实验步骤
1.普通调幅波(AM )的检波
(1)集成乘法器幅度调制实验电路板上产生调幅系数m a 为0.3的普通调幅波(AM ),由IN1端加入,由TP1点监测波形与幅度。
(2)断开J1,连接J2、J3下,调整RW1、RW2在TP2观察检波后不失真信号,记录波形,计算电压传输系数K d (TP1波形包络峰-峰值与TP2波形峰-峰值之比)。
2. 惰性失真观测与防止。
断开J1、J3,连接J2,由IN1端加入普通调幅波(AM ),分别调节集成乘法器幅度调制实验电路板上产生的普通调幅波(AM )的调幅系数m a 、调制信号频率Ω、二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1,在TP2点观测图6-3所示惰性失真波形图。
改变调幅系数
m a 、调制信号频率Ω、二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1,
使对角线失真消失,验证避免对角线失真条件:
2
)(11
L a CR m Ω+<
表2-1 避免对角线失真测试表:
注:负载在测TP2时为R1//R2+RW1;TP3时为R1//R2+RW1//R3+RW2
3. 负峰切割失真观测与防止。
断开J1,连接J2、J3下,调整RW1、RW2,调节集成乘法器幅度调制实验电路板上产生的普通调幅波(AM )的调幅系数m a 、二极管大信号包络检波实验电路上电位器RW1、RW2,在TP3 观测图6-6所示割底失真波形图。
图6-6割底失真波形图
调节 m a 、 RW1、RW2,使割底失真消失,验证避免割底失真条件:
L
L
i L L a R R R R R m ~
1=
+-≤ 表2-2 避免割底失真测试表:
六、实验报告要求
1.若包络检波器的输出直接接低频电压放大器,那么低频放大器的输入电阻对检波器会有什么影响?
2.若包络检波器的输入电阻过小,对于末级中频放大器有什么影响? 3.分析并验证二极管大信号包络检波电路不能解调抑制载波的双边带调幅波。
4.总结由本实验所获得的体会。
C122n C222n C70.47u
+
C3
27u
+
C4
2.7u
+
C5
10u
1
2IN 12
OUT D12AP9
LED
K
R1510
R21.5k
R3100
R468k R563k R71.5k
R651
R82k
T19014
T29014
RW122k RW2
100k
TP1
TP3
TP4
J3
J2
RW34.7k
12V
TP2。