§7.4 调幅信号的解调（检波）
§7.4.1 概述
概念：解调、检波、检波器
从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。
通常将从已调振幅调制信号中恢复出
调制信号的解调过程称为检波。
完成这种解调作用的电路称为振幅检波器，简称检波器。
解调与调制是逆过程。
从频域上看，是将频谱从高端（载波附近）搬移至低频端。
检波是频谱的线性搬移过程。
1检波电路的功能
检波电路的功能是从振幅已调信号中不失真的恢复出原调制信号。
(i)当输入信号为高频等幅波时，检波器输出为直流电压,如图6.4.1（a）所示；
(ii)当输入信号是正弦调制的调幅信号时，检波器输出电压为正弦波，如图6.4.1（b）所示；
(iii)当输入信号为脉冲调制的调幅信号时，检波器输出电压为脉冲波，如图6.4.1（c）所示。
图6.4.1检波器的输入/输出波形
从信号的频谱来看，检波电路的功能是将已调波的边频或边带信号频谱从载波附近搬移到原调制信号所处的频谱低端。
在频域，检波完成频谱的线性搬移。
如
ωω±Ω，图6.4.2（c），输入信号频谱为,c c
而通过检波电路后输出信号的频率为 。
这样的频谱搬移过程正好与振幅调制的频谱搬移过程相反。
图6.4.2 检波器原理框图
(a)组成框图
(b)检波器输入、输出信号的波形；
(c) 检波器输入、输出信号的频谱
2检波电路的分类
根据输入调制信号的不同特点，检波电路可分为两大类，包络检波和同步检
波。
（1）包络检波
包络检波是指检波器的输出电压直接反映输入高频调幅波包络变化规律的一种检波方式。
即，解调器输出电压 输入已调波的
包络。
由于AM信号的包络与调制信号成正比。
包络检波只适用于AM波的解调。
（确切地说：只能解调
1
a
m 的普通
调幅波）
特点：包络检波电路实现简单，检波效
率高，几乎所有AM 调幅式接收机均采用这种电路。
注意：若AM 波，当1 a m ，无法用
此方法检波，可用同步检波法。
（2） 同步检波
同步检波主要应用于双边带调幅波
（DSB）和单边带调幅波（SSB）的检波。
因为双边带调幅波和单边带调幅波的频谱中缺少载波频率分量。
因此不能用包络检波器解调，必须用“同步检波器”实现解调。
原理框图
图6.4.3 检波电路的频谱搬移过程
同步检波又可分为乘积型图（a）和叠加型图（b）（乘积型用的比较普遍，叠加型使用的较少）
（a）
本地载波
( b) 说明：（i）同步检波法适用于AM, DSB，SSB的解调。
由于同步检波比包络检波器复杂，所以很少用于AM 解调，通常只用于解调
DSB 和SSB 信号和1 a m 的AM 解调。
（ii ）为了不失真的恢复原调制信号，
本地载波r u 必须与调制端的载波电压
完全同步。
这是同步检波名称的来由。
3检波电路的组成
检波器必须包含有非线性器件，Why? 振幅调制信号
(1cos )cos cm a C V m t t ω+Ω，
其频谱有载频c c ωω±Ω和边频组成，
其中没有包含调制信号本身的分量。
为了解调出原调制频率Ω，检波器必须包含有非线性器件，以便调幅信号通过它产生新的频率分量Ω。
检波电路由三部分组成，高频输入回路，非线性器件和低通滤波器。
§7.4.2 峰值包络检波（二极管大信号包络检波器）
峰值包络检波只适合于1 a m 的普通调
幅波的解调。
适用条件：峰值包络检波属于大信号检波，要求输入信号幅度>0.5V，通常在1V左右。
由于电路简单、性能好，因而得到广泛应用。
一、大信号包络检波电路的工作原理图6.4.4 (a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。
检波电路的组成
①高频信号输入回路；
②非线性器件：二极管V D（三极管、场效应管）。
③低通滤波器：通常由RC电路组成。
其作用有二个：
(a)作为检波器的负载，其二端产生调制频率的电压 要求：R C >>Ω1，即电容对调制信号阻抗 很大（近似断路），由R 取出调制信号。
(b) 1C R C ω<<,C 对高频载波短路，滤除
高频。
在理想情况下，RC 网络的阻抗Z 应满足：
R Z Z C =Ω=)(,0)(ω
即：对于高频载波，RC 网络短路； 对于直流或低频，RC 网络中的C 开路，
其等效负载为R。
式中,ωc为输入信号的载频。
问题：在调幅超外差接收机中，ωc对应的是什么频率？
为中频ωI，Ω为调制信号频率。
检波过程分析
实质：检波过程是在二极管作为通断开关的控制下，完成对二极管充放电的过程。
(i)充电过程
在输入信号i u正半周，二极管导通，对电容充电。
C 对高频载波近似短路，i u 基本上全
部加在二极管D V 上，D V 导通，C 被充
电，充电时间常数C r D 。
(ii) 放电过程
二极管上的电压o i D u u u -=，当
o i u u <时，如下图所示的BC 段，二极管截止，电容通过R 放电。
放电时间常数RC
C r RC D
∴充电快、放电慢，使电容上的电荷不断积累，电压逐渐升高，最后达到动态平衡。
动态平衡：即D V 导通时对C 的充电电荷等于D V 截止时C 对R 的放电电荷。
此时，电容二端的电压o u近似等于输入信号的峰值电压。
为了便于说明检波原理，先分析高频等幅信号经检波电路后的特性。
i) i u为高频等幅信号
下图为加入等幅波时检波器的波形
i u 刚接入时，R 、C 二端的电压0 o u
a) 在i u 正半周，二极管导通，对电容
C 充电，充电时间常数C r
D （D r 为二极
管正向导通电阻，很小）。
充电速度很
快，这时 RC 二端的电压为o u ，该o u 反
向加在检波二极管上。
b)到达B 时，o i u u =，之后，o i u u <，
二极管截止，电容C 通过R 放电，放电时间常数RC(>>C r D )，电容上的电压下降不多，在C 点处，下一个周期的
高频信号使o i
u u =。
之后，o i u u >，二
极管导通，又开始充电过程。
如此充放电过程循环往复。
c)由于充电快、放电慢，使C上的电荷不断积累，导通的时间不断减小，直至达到平衡状态：即D V导通时对C的充电电荷等于D V截止时C对R的放电
电荷。
这时，o u值近似等于输入信号的峰值电压，二极管的导通时间很短，导通角很小，电容上的电压是一个脉动电压，。
脉动的频率就是载波频率C
d)平衡时检波器输出电压o u基本上与
输入电压i u的包络相等，所以这种检波器称包络检波器。
检波过程可以概括为以下几点
:
(1)检波过程就是信号源通过二极管这个开关的控制给电容充电和电容对
电阻R放电的过程。
(2)由于电容充电时间常数r D C远小于电容放电的时间常数RC，使得电容上的电压接近于高频正弦波的峰值电压，所以叫二极管峰值包络检波器。
①输入信号是高频等幅波时，检波输出
为
, o DC
u u u =+∆
DC
u
其中为反映输入载波信号的幅值的直流电平u
∆脉动反映充放电过程的高频成分。
②二极管导通时间非常短，电流导通角
很小，为一系列尖顶余弦脉冲，二极管电流i D包含平均直流分量I av及高频分量。
ii) 输入信号i u为调幅波时
当输入为调幅波时的检波器工作波形如图6.4.6所示。
结论：
(a)二极管电流d i 中包含平均直流成分
是Ω+I I DC （低频调制分量）及高频分量。
平均直流分量是
Ω+I I DC 流经电阻R ，形成检波电压输出)()(t u u t u D C ΩΩ+=；高频
电流分量大部分被电容C 滤除，部分
会在R 上产生很小的高频滤波电压u ∆。
因此，⇒
(b)检波输出的电压由三部分构成：u t u u u D C o ∆++=Ω)(。
实际上，如果电路元件选择得合适，高频滤波电压u ∆将很小，可以忽略。
检波电压输出
中只包括低频调制分量是
D C u t u 和直流)( ，如下图所示，
其中，DC u （即图中的AV u ）反映输入调幅波的幅度平均值，
)(t u ：与调制信号幅度成比例。
(c)峰值包络检波器的实用输出电路
图（a）：c C隔直作用，滤除检波器输出u直流分量，电路输出原调制信号DC
)(t u Ω的解调信号。
图（b ）：C φ为滤除检波输出的调制信
号)(t u Ω，输出直流信号DC u 。
这种电路
一般可用作自动增益控制电路（AGC 信号）的检测电路。
