调幅波的解调
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调幅波信号的解调实验报告一、实验目的本实验旨在通过解调调幅波信号,了解调幅波的特点、解调原理和应用。
二、实验原理1. 调幅波的特点调幅波是一种将模拟信号转换为载波信号的方法,其特点包括:能够传输音频、视频等模拟信号;易于产生和检测;但容易受到噪声和多径效应的影响。
2. 解调原理解调是指将调制后的信号还原为原始模拟信号的过程。
常见的解调方法包括:包络检波法、相干检波法和同步检波法。
其中,包络检波法是通过检测AM信号的包络来获得原始信号;相干检波法是通过将接收到的AM信号与本地振荡器产生同频率振荡,然后进行相减来获得原始信号;同步检波法则是在接收端使用一个与发送端同步的时钟来还原出原始信息。
3. 实验装置本次实验所需装置如下:(1)函数发生器:用于产生载频及模拟信息。
(2)功率放大器:用于放大载频及模拟信息。
(3)带通滤波器:用于滤除载波及其它高频干扰信号。
(4)检波器:用于解调信号。
(5)示波器:用于观察信号波形。
三、实验步骤1. 按照实验原理所述,连接实验装置。
2. 将函数发生器的输出接到功率放大器的输入端,将功率放大器的输出接到带通滤波器的输入端,将带通滤波器的输出接到检波器的输入端,将检波器的输出接到示波器上。
3. 设置函数发生器产生频率为1kHz、幅度为500mVp-p的正弦信号;设置载频频率为10kHz、幅度为100mVp-p;设置功率放大器增益为20dB;设置带通滤波器截止频率为11kHz~9kHz之间;设置示波器时基和电压增益适当。
4. 观察并记录示波器上解调后的信号,并比较其与原始模拟信号的差异。
四、实验结果与分析在完成实验步骤后,我们观察到了以下结果:1. 示波器上显示出了经过解调后的模拟信号,其幅度和频率与原始模拟信号相同。
2. 通过比较解调前后的信号,我们发现解调后的信号更加平滑,波形更加接近原始信号。
这说明我们成功地将调幅波信号解调出了原始模拟信号,并且解调后的信号比解调前的信号更加接近原始信息。
太原理工大学现代科技学院高频电子线路课程实验报告专业班级测控14-4学号2014101XXX姓名XXXXXXXX指导教师XXXXXXX实验名称 振幅解调器、包络检波、同步检波 同组人 专业班级 测控14-4 姓名 XX 学号 201410XXX 成绩实验5 振幅解调器、包络检波、同步检波5-1 振幅解调基本工作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。
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 ui(t) 为正并超过 C 和 RL 上的 uo(t) 时,二极管导通,信号通过二极管向 C 充电,此时 uo(t) 随充电电压上升而升高。
当 ui(t) 下降且小于uo(t) 时,二极管反向截止,此时停止向 C 充电, uo(t) 通过 RL 放电, uo(t) 随放电而下降。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………………………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………充电时,二极管的正向电阻 rD 较小,充电较快。
uo(t) 以接近 ui(t) 的上升速率升高。
放电时,因电阻 RL 比 rD 大得多(通常 RL5 ~ 10k),放电慢,故 uo(t) 的波动小,并保证基本上接近于 ui(t) 的幅值。
太原理工大学现代科技学院通信原理课程实验报告专业班级通信0902学号20091姓名指导教师太原理工大学现代科技学院实验报告实验名称 普通双边带调幅与解调 同组人 房学涛 专业班级 通信0902 学号 200910 姓名 成绩 实验二 普通双边带调幅与解调实验 一、实验目的 1. 掌握普通双边带调幅与解调原理及实现方法。
2. 掌握二极管包络检波原理。
3,. 掌握调幅信号的频谱特性。
4. 了解普通双边带调幅与解调的优缺点。
二、实验内容 1. 观察普通双边带条幅波形。
2. 观察偶同双边带调幅波形的频谱。
3. 观察普通双边带解调波形。
三、实验器材 1. 信号源模块 2. PAM/AM 模块 3. 终端模块 4. 频谱分析模块 5. 20M 双踪示波支器 一台 6. 频率计(可选) 一台 7. 音频信号发生器(可选) 一台 8. 立体声单放机(可选) 一台 9. 立体声耳机 一副 10. 迎接线 若干 四、实验原理 1. 普通双边带调幅 所谓调制,就是在传送信号的一方(发送端)将所要传送的信号(它的频率一般是较低的)“附加”在高频振荡信号上。
脉冲波调制是先用信号来控制脉冲波的振幅、宽度、位置等,然后再用这已调脉冲对载波进行调制,脉冲调制有脉冲振幅、脉宽、脉位、脉冲编码调制等多种形式。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………太原理工大学现代科技学院实验报告调幅波的特点是载波的振幅受调制信号的控制作周期性的变化,这变化周期与调制信号的周期相同,振幅变化与调制信号的振幅成正比。
2. 普通双边带解调在解调电路中,采用二极管包络检波对调幅信号进行解调。
五、实验步骤1. 将信号源模块、PAMAM模块、频谱分析模块、终端模块小心地固定在主机箱中,确保电源接触良好。
2. 插上电源线,打开主机箱右侧的交流开关,再分别按下四个模块中的开关POWER1、POWER2,对应的发光二极管LED001、LED002、D200、D201、L1、L2、LED600,按一下信号源模块的复位键,四个模块均开始工作。
调幅波信号的解调实验报告引言调幅(Amplitude Modulation,AM)是一种广泛应用在无线通信领域的调制技术。
调幅波信号的解调是将调幅信号转换为原始信息信号的过程。
本实验旨在了解调幅波信号的解调过程,并通过实验验证解调的有效性。
实验步骤材料准备1.函数信号发生器2.调幅信号源3.幅度稳定控制器4.高频放大器5.示波器6.混频器与解调器实验步骤1.连接信号发生器输出端与调幅信号源的调制输入端。
2.将调幅信号源的输出端通过幅度稳定控制器连接到高频放大器的输入端。
3.连接高频放大器的输出端与示波器的输入端。
4.利用示波器观察调幅波信号并记录其波形特征。
5.将高频放大器的输出端连接到混频器和解调器的输入端。
6.连接混频器和解调器的输出端到示波器的输入端。
7.利用示波器观察解调器输出的波形,并记录其与原始信号的差异。
结果与分析经过上述步骤进行实验后,我们观察到以下结果。
原始信号的调幅1.在观察调幅波信号的波形特征时,我们发现调幅波信号具有一定的频率和幅度。
2.调幅波的波形是由一个载频信号加上一个调制信号形成的,可以通过调解调制信号的幅度和频率来改变调幅波的波形特征。
解调器输出的波形1.解调器经过处理后,输出的波形与原始信号存在差异。
2.解调器的输出波形会消除调幅信号中的载频信号,还原出原始信号。
3.解调器对调幅信号进行了解调,恢复了原始信号的幅度变化。
结论通过本实验,我们了解了调幅波信号的解调过程。
解调器能够有效地将调幅信号转换为原始信息信号。
实验结果验证了解调器对调幅信号的有效解调能力。
总结在现代通信领域中,调幅技术在广播和无线电通信中得到广泛应用。
掌握调幅波信号的解调过程对于有效传输信息至关重要。
本实验通过实际操作和观察,深入研究了调幅波信号的解调过程,并验证了解调器对调幅信号的解调有效性。
通过这次实验,我们对调幅波信号的解调有了更加深刻的理解。
致谢感谢指导老师对实验过程的指导和帮助。
参考文献[1] 《通信原理与实践》. 北京: 电子工业出版社, 2010. [2] 张扬. 《调幅信号解调原理与方法探讨》. 电子技术与软件工程, 2018(10).。
调幅与解调实验报告一、引言调幅(Amplitude Modulation,简称AM)是一种将信息信号调制到载波信号上的调制方式,而解调则是将调制信号中的信息信号分离出来的过程。
调幅与解调是通信领域中基础而重要的技术,本实验旨在通过搭建调幅与解调电路,实现调幅与解调的过程,并验证调幅电路和解调电路的正常工作。
二、实验设备与原理2.1 实验设备本实验所用设备如下:- 信号发生器- 三角波生成器- 振荡器- 信号变换电路- 甄别电路- 示波器- 电阻、电容等元件2.2 实验原理2.2.1 调幅原理调幅原理是将一个较低频率的信息信号通过乘法运算调制到一个高频的载波信号上。
设载波信号为c(t) = A_c\cdot \cos(2\pi f_c t),调制信号为m(t) =A_m\cdot \cos(2\pi f_m t),调幅信号为s(t) = (A_c + A_m\cdot m(t))\cdot \cos(2\pi f_c t)。
2.2.2 解调原理解调过程即提取调制信号中携带的信息信号,常用的解调方法是相干解调。
相干解调的基本原理是将收到的调幅信号再与一个同频率同相位的载波进行乘法运算,然后通过低通滤波器滤除高频成分,得到信息信号。
三、实验步骤3.1 调幅实验1. 搭建调幅电路,将信号发生器输出的正弦波作为调制信号,通过信号变换电路将其调制到振荡器产生的载波信号上。
2. 将调幅信号连接至示波器,调整信号发生器的频率和振荡器的幅度,观察调幅信号的波形特点。
3.2 解调实验1. 将调幅信号连接至甄别电路,通过相干解调原理进行解调。
2. 将甄别电路的输出信号通过低通滤波器滤除高频成分,并连接至示波器。
3. 调整振荡器的幅度和频率,观察解调后波形的恢复情况。
四、实验结果与分析4.1 调幅实验结果通过调幅电路实验,观察示波器上的调幅信号波形特点。
可以发现调幅信号的幅度在载波频率下发生变化,且幅度变化的幅度与调制信号的幅度成正比关系。
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调幅波调制度(一)调幅调制、高频功率放大器与倍频器任务引入无线电发射装置为什么要进行调制?虽然可以象有线话筒那样将声音直接变换为音频电信号通过电缆传输给远处的接收方,但衰减大,传输效率低,干扰也大。
所以普通非平衡连接卡拉OK 有线话筒电缆不超过20米,而专业平衡连接有线话筒电缆也不宜超过100米。
此外,若像农村有线广播那样,把信号一次传输给许多接收方,就需要建设大量的传输线路,这是很不经济的(特别在山区)。
因此,为了把声音信号等传输给远处的许多接收方,最好如图2.2-1那样以空间作为传输介质。
现在大部分广播都采用无线传输。
图2.2-1信号的调制与无线传输由电磁波理论知道,交变的电振荡可由天线向空中辐射出去。
但天线的尺寸必须足够长(天线振子的长度与电振荡的波长可以比拟) ,才能有效地把电振荡辐射出去。
例如,被传送的信号是语言、声音信号的频率范围为2OHz-2OkHz ,其相应波长是15x103—15x106m,若通过天线发射到空中,需要制作几十公里长的发射天线! 显然,制造这样的大尺寸的天线不仅困难,而且造价奇高,发射效率很低。
电磁波辐射有个特性,就是它的频率越高,辐射能力越强。
只有频率在几百kHZ 以上的高频电流所转换成的无线电磁波效率高,辐射作用足够强。
那么,能否利用容易辐射的高频振荡波驮载所要传递的信息(如音频、视频等较低频率的信号) 呢? 答案是肯定的,即如示意图 2.2-1那样用某种方法把声音信号载于频率比声音信号高,适合于在空中发射的电信号上,就可以传输声音信号。
此过程称为调制。
所谓调制就是发送方(即发端) 将所要传送的信息“装载”到高频振荡波上,再由天线发射出去。
在这里,高频振荡波就是携带信息(信号) 的运输工具,所以叫做载波信号,在上个课题中已学习的各种振荡电路可提供载波信号。
实验报告课程名称 EDA实验实验名称 VGA接口驱动实验实验类型综合(验证、综合、设计、创新)学院名称电子与信息工程学院专业电子信息工程(现代通信)年级班级 2012级电信2班开出学期 2014-2015上期学生姓名学号指导教师陈强成绩2014年12月13日实验五调幅波信号的解调一、实验原理及目的调幅波的解调过程实质上就是调制过程的反过程,称检波,其作用是从调幅波中不失真地检出调制信号。
调幅波解调方法有二极管包络检波器和同步检波器,二极管包络检波器适合于解调含有较大载波分量的信号电平较大(通常要求峰峰值在 1.5V 以上)的普通调幅波检波。
它具有电路简单、易于实现、其检波线性度最好;同步检波又称相干检波,主要利用一个和调幅信号的载波同步(同频同相)的恢复载波信号(又称基准信号)与调幅波相乘,再通过低通滤波器滤除高频分量实现。
在信号的调幅实验中,通过以下两点来理解调幅波信号的解调的特点:1、用示波器观察包络检波器解调 AM 波、DSB 波时的性能,熟悉包络检波电路结构,理解包络检波器只能解调 AM 波而不能解调 DSB 波的概念,并了解包络检波电路的主要指标及检波失真的影响因素。
2、掌握用 F1496 实现 AM 波和 DSB 波的同步检波方法,通过示波器观察同步检波器解调AM波、DSB波时的性能,并比较通过低通滤波器后的波形,理解低通滤波器对AM 波和 DSB 波解调的影响。
二、实验步骤(一)二极管包络检波器1、按实验电路5-1连接电路观察AM 信号的解调。
(1)、ma<30%的 AM 波的解调,要求 VAB=0.1V(或 0.2V),并用示波器观察,比较加滤波电路后的输出波形与调制信号(输出减小,且有失真)。
(2)、改变ma,观察ma=100%和 ma>100%的 AM 波的解调。
(3)、改变载波信号频率使 fC=500kHz,其余条件不变,观察并记录检波器输出端波形(此时输出减小,且有失真)。
调幅波解调原理:调幅波的解调是调幅的逆过程,即从调幅信号中取出调制信号,通常称之为检波器。
调幅波解调方法主要有包括检波器和同步检波器。
包络检波器是将单极性信号通过电阻和电容组成的惰性网络取出单极性信号的峰值信息,这种包络检波器较峰值包络波器。
最常用的是二极管峰值包络检波器。
本实验板上主要完成二极管包络检波。
二极管包络检波器主要用于解调含有较大载波分量的大信号,它具有电路筒单,易于实现的优点。
本实验电路主要有二极管D7及RC低通滤波器组成,利用二极管的单向导电特性和检波负载RCde充放电过程实现检波。
RC并联网络两端的电压为输出电压。
当二极管导通时,信号源通过二极管对电容C充电时间常数较小。
所以电容上的电压迅速达到信号源电压幅值。
当二极管截止时,电容C 通过电阻R放电。
如此充电放电反复惊醒,在电容两端就会得到一个接近输入信号峰值的低频信号。
再经过滤波平滑,去掉叠加在上面的高频纹波,得到的就是调制信号。
所以RC时间常数的选择很重要。
RC时间常数过大,则会产生对角切割失真又称惰性失真。
因为当电容的放电速率低于输入电压包络的变化速率的时候,电容上的电压就不能跟随包络的变化,从而引起失真。
RC常熟太小,高频分量会滤不干净,综合考虑要求满足下式:RCΩmax<<1−ma2ma其中:m为调幅系数,Ω为调制信号最高角频率。
max当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻RΩ不相等,而且调幅度ma又相当大时会产生负峰值切割失真(又称底边切割失真),为了保证不产生负峰值切割失真应满足ma〈RΩ∕R。
实验七调幅波信号的解调【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主要指标,检波效率以及波形失真;3.掌握用集成电路实现同步检波的方法。
【实验仪器设备】1.双踪示波器2.高频信号发生器3.万用表4.实验板G3【实验内容】利用二极管峰值检波电路实现调幅波信号的解调,电路如下:图1 二极管峰值检波电路输出波形及分析:(1)观察调幅波的解调输出波形,注意有无惰性失真,做好记录。
图2 调幅波的解调输出波形观察上图可知,解调输出波形存在一定的惰性失真。
(2)加大RC时间常数(R和C均加倍),观察输出波形,如图3.图3 RC均加倍后的解调输出波形观察上图,由于RC加倍,检波器的输出信号不再跟随调幅波包络的变化,产生底部切割失真。
(3)改成CRC滤波,C1=C2=1500Pf,R=1K,观察有无高频残留成分,有无惰性失真,记录波形和幅度。
图4 CRC滤波输出波形观察上图,存在一定的惰性失真。
(4)将电路改为带Cd和负载电阻Rl的电路,Cd=10uf,Rl=10K。
观察有无底部切割失真;图5 带Cd和负载电阻的电路输出波形(Rl=10K)改变Rl的值,观察失真的变化并记录;图6 带Cd和负载电阻的电路输出波形(Rl=1K)图7 带Cd和负载电阻的电路输出波形(Rl=5K)比较图5、6和7,在保持其他不变的条件下,随着Rl的减少,解调输出的波形失真越严重。
保持Rl=10K,改变Vi的调制度,观察失真的变化,记录波形。
图8 调制度=0.5的输出波形图9 调制度=1时的输出波形图10 调制度=1.5时输出波形由图8、9和10可知,保持Rl=10K,改变Vi的调制度,当调制度逐渐增大时,相应的输出波形失真越严重,惰性失真也较严重。
实验五 调幅信号的解调一、实验原理从高频已调信号中恢复出调制信号的过程称为解调。
解调是调制的逆过程。
调幅信号的解调,通常称为检波,其实现方法可分为包络检波和同步检波两大类。
前者只适用于AM 波,而DSB 或SSB 信号只能用同步检波。
当然同步检波也可解调AM 信号,但因比包络检波器电路复杂,所以AM 信号很少采用同步检波。
1、 二极管峰值包络检波器二极管包络检波分为峰值包络检波和平均包络检波。
前者输入信号电压大于0.5V 。
检波器输出、输入间是线性关系——线形检波;后者输入信号较小,一般几毫伏至几十毫伏,输出的平均电压与输入信号电压振幅的平方成正比,又称平方率检波,广泛用于测量仪表中的功率指示。
本实验仅研究二极管峰值包络检波,其原理电路如图6—1所示。
图中,输入回路提供调幅信号源。
检波二极管通常选用导通电压小、导通电阻小的锗管。
RC 电路有两个作用:一是作为检波器的负载,在两端产生调制信号电压;二是滤除检波电流中的高频分量。
为此,RC 网络必须满足1c R C ω 1f R Cω (6—1) 式中,c ω为载波角频率,f ω为调制角频率。
检波过程实质上就是信号源通过二极管向电容C 充电和电容对电阻R 放电的过程,充电时间常数为d R C ,d R 为二极管正向导通电阻。
放电时间常数为RC ,通常d R R >,因此对C 而言充电快,放电慢。
经过若干个周期后,检波器的输出电压o U 在充放电过程中逐步建立起来。
该电压对二极管D 形成一个大的负电压,从而使二极管在输入电压的峰值附近才导通,导通时间很短,电流通角θ很小。
当C 充放电达到动态平衡后,o v 按高频周期作锯齿状波动,其平均值是稳定的,且变化规律与输入调幅信号包络变化规律相同,从而实现了AM 信号的解调。
平均电压,即输出电压o V 包含直流dc V 及低频调制分量f v :()()o dc f v t V v t =+ (6—2)当电路元件选择正确时,dc V 接近但小于输入电压峰值。
调幅波的解调实验报告调幅波的解调实验报告引言:调幅(Amplitude Modulation,简称AM)是一种广泛应用于无线通信和广播领域的调制方式。
在调幅波的传输过程中,信号的幅度被调制到载波上,而解调则是将调幅波中的信息信号恢复出来的过程。
本实验旨在通过实际操作和数据分析,探究调幅波的解调原理和方法。
实验器材:1. 调幅信号发生器2. 调幅解调器3. 示波器4. 电缆和连接线5. 电源实验步骤:1. 将调幅信号发生器的输出端与调幅解调器的输入端相连,确保连接稳固。
2. 将调幅解调器的输出端与示波器的输入端相连,确保连接稳固。
3. 打开电源,调整调幅信号发生器的频率和幅度,使其适合实验要求。
4. 打开示波器,调整其垂直和水平控制,以便观察解调后的信号波形。
5. 通过调整调幅解调器的解调参数,如解调器的增益、滤波器的频率等,观察并记录解调效果。
6. 将实验数据整理并进行分析。
实验结果与讨论:在实验过程中,我们通过调整调幅信号发生器的频率和幅度,观察到了解调器输出的波形变化。
当调幅信号的频率和解调器的频率相匹配时,我们可以看到解调后的信号波形与原始信号波形相似,且幅度较大。
而当频率不匹配时,解调后的信号波形会出现明显的失真。
通过对解调参数的调整,我们发现解调器的增益对解调效果有着重要影响。
当增益过高时,解调器会将噪声放大,导致解调后的信号波形不清晰。
而当增益过低时,解调器无法有效恢复原始信号的幅度,导致解调后的信号波形过小。
因此,合适的增益设置是保证解调效果良好的关键。
此外,滤波器的频率也对解调效果产生影响。
滤波器可以去除解调过程中产生的高频噪声,使解调后的信号更加纯净。
经过实验我们发现,选择适当的滤波器频率可以有效提高解调信号的质量。
结论:通过本次实验,我们深入了解了调幅波的解调原理和方法。
我们通过实际操作和数据分析,发现调幅波的解调过程中,调幅信号的频率、解调器的增益以及滤波器的频率等因素都会对解调效果产生影响。
调幅波信号的解调
调幅波信号的解调通常采用包络检波法,其原理是利用调幅波的包络反映调制信号波形,通过检测包络得到调制信号。
具体步骤如下:
1.接收信号:首先接收到需要解调的调幅波信号。
2.整流:通过一个适当的整流器将调幅波信号进行整流,得到调幅
波的包络。
3.滤波:将整流后的信号通过一个低通滤波器,滤除高频分量,得
到调制信号。
4.输出:将滤波后的调制信号输出,完成解调操作。
解调方法根据不同的应用场景和调制信号的特性有多种,如相干解调和非相干解调等。
在实际应用中,还需根据具体情况选择合适的解调方法和电路参数,以保证解调的准确性和可靠性。
除了包络检波法,还有其他解调调幅波信号的方法,例如同步检波法。
这种方法需要一个与调制信号同频同相的载波信号,通过乘法器将载波信号与调幅波信号相乘,再经过低通滤波器得到调制信号。
这种方法在解调过程中保持了调制信号的相位信息,适用于对相位敏感的通信系统。
此外,还有其他一些解调方法,如相敏检波法、频谱解调法等。
这些解调方法各有优缺点,适用于不同的应用场景和调制信号特性。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的解调方法和电路参数,以达到最佳的解调效果。
1. 基本内容调幅信号的解调是调制的逆过程。
本章主要内容包括振幅调制信号的解调原理、实现方法及电路等。
2 基本要求(1)理解并掌握调幅信号解调的原理、类型及实现模型。
(2)掌握二极管包络检波器的工作原理和性能参数的估算方法。
(3)掌握乘积型和叠加型同步检波器的组成原理及分析方法。
第一节概述信号的解调是振幅调制的相反过程,是从已调高频信号中取出调制信号。
通常将这种解调称为检波。
完成这种解调的电路称为振幅检波器。
一、检波电路的功能检波电路的功能是从调制信号中不失真的解调出原调制信号。
当输入信号为高频等幅波时,检波器输出电压为直流电压。
当输入信号为脉冲调制调幅信号的时,检波器输出电压为脉冲波。
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般移到原调制信号的频谱处。
二、检波电路的分类检波电路可分为两大类,包络检波和同步检波。
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波形特点,显然只适合于普通调幅波的解调。
同步检波主要应用于双边带调幅波和单边带调幅波的解调。
三、检波电路的主要技术指标1. 检波电路的电压传输系数检波电路的电压传输系是指检波电路的输出电压和输入电压振幅之比。
2. 等效输入电阻等效输入电阻定义为输入等幅高频电压的振幅与输入高频电流的基波分量振幅的比值。
3. 非线性失真系数4.高频滤波系数高频滤波系数定义为,输入高频电压的振幅与输出高频电压的比值。
第二节二极管大信号包络检波器大信号包络检波是高频输入信号的振幅大于0.5伏时,利用二极管对电容c充电,加反向电压时截止,电容c上电压对电阻R放电这一特性实现的。
分析时采用折线法。
大信号包络检波的工作原理1.原理电路及工作原理图6―1(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。
它是由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。
(6-1)式中,ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωIΩ为调制频率。
在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为(6-2)图6―1 二极管峰值包络检波器(a) 原理电路 (b)二极管导通(c)二极管截止图6―2 加入等幅波时检波器的工作过程从这个过程可以得出下列几点:(1)检波过程就是信号源通过二极管给电容充电与电容对电阻R放电的过程。
(2)由于RC时常数远大于输入电压载波周期,放电慢,使得二极管负极永远处于正的较高的电位(因为输出电压接近于高频正弦波的峰值,即Uo≈Um)。
(3)二极管电流iD包含平均分量(此种情况为直流分量)Iav及高频分量。
图6―3检波器稳态时的电流电压波形图6―4 输入为AM信号时检波器的输出波形图图6―5输入为AM信号时,检波器二极管的电压及电流波形图6―6包络检波器的输出电路2.性能分析1) 传输系数Kd 检波器传输系数Kd或称为检波系数、检波效率,是用来描述检波器对输入已调信号的解调能力或效率的一个物理量。
若输入载波电压振幅为Um,输出直流电压为Uo,则Kd定义为(6-3) 由于输入大信号,检波器工作在大信号状态,二极管的伏安特性可用折线近似。
在考虑输入为等幅波,采用理想的高频滤波,并以通过原点的折线表示二极管特性(忽略二极管的导通电压VP),则由图6―3有:(6-4)(6-5)式中,uD=ui-uo,gD=1/rD,θ为电流通角,iD是周期性余弦脉冲,其平均分量I0为 (6-6)基频分量为(6-7)式中,α0(θ)、α1(θ)为电流分解系数。
由式(6―43(a))和图6―3可得(6-8)由此可见,检波系数Kd是检波器电流iD的通角θ的函数,求出θ后,就可得Kd。
由式(6―46)Uo=I0R,有(6-9)等式两边各除以cosθ,可得 (6-10)当gDR很大时,如gDR≥50时,tanθ≈θ-θ3/3,代入式(6-9),有(6-11)图6―7 (a)Kd~gDR关系曲线图图6―7 (b) 滤波电路对Kd的影响2) 输入电阻Ri检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci,如图6―8所示。
输入电阻是输入载波电压的振幅Um与检波器电流的基频分量振幅I1之比值,即(6-12)输入电阻是前级的负载,它直接并入输入回路,影响着回路的有效Q值及回路阻抗。
由式(6―11),有(6-13)当gDR≥50时,θ很小,sinθ≈θ-θ3/6,cosθ≈1-θ2/2,代入上式,可得(6-14)图6―8检波器的输入阻抗3.检波器的失真1)惰性失真在二极管截止期间,电容C两端电压下降的速度取决于RC的时常数。
图6―9 惰性失真的波形为了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期内,使电容C通过R放电的速度大于或等于包络的下降速度,即(6-15) 如果输入信号为单音调制的AM波,在t1时刻其包络的变化速度为(6-16) 二极管停止导通的瞬间,电容两端电压uC近似为输入电压包络值,即uC=Um(1+mcosΩt)。
从t1时刻开始通过R放电的速度为(6-17)将式(6―15)和式(6―16)代入式(6―17),可得(6-18)实际上,不同的t1,U(t)和Cu的下降速度不同,为避免产生惰性失真,必须保证A值最大时,仍有Amax≤1。
故令da/dt1=0,得(6-19)代入式(6―18),得出不失真条件如下:(6-20)图6―10底部切削失真2) 底部切削失真底部切削失真又称为负峰切削失真。
产生这种失真后,输出电压的波形如图6―10(c)所示。
这种失真是因检波器的交直流负载不同引起的。
因为Cg较大,在音频一周内,其两端的直流电压基本不变,其大小约为载波振幅值UC,可以把它看作一直流电源。
它在电阻R和Rg上产生分压。
在电阻R上的压降为(6-21)调幅波的最小幅度为UC(1-m),由图6―10可以看出,要避免底部切削失真,应满足(6-22)图6―11 减小底部切削失真的电路第三节二极管小信号检波器小信号检波是高频输入信号的振幅小于0。
2伏,利用二极管伏安特性弯曲部分进行频率变换,然后通过低通滤波器实现检波。
一、二极管小信号检波的工作原理图 6-12是二极管检波器的原理电路。
图 6-12因为是小信号输入,需外加偏压VQ使其静态工作点位于二极管特性曲线部分的Q点。
当加的输入信号为调幅信号时,二极管中的电流变化规律如图 6-13图6-13二、二极管小信号检波的分析二极管的伏安特性在工作点Q(6-23)因为二极管小信号检波器输出电压很小,忽略输出电压的反作用,可得则经低通滤波器取出。
其中为直流电流增量,它代表二极管的检波作用的结果。
输出电压增量为。
当输入信号为时因为可认为是不变的这样检波器的输出电压增量为(6-25)经隔直耦合在上得到电压为显然,产生了非线性失真。
三、二极管小信号检波的性能指标1)输入为等幅波时,小信号检波器的电压传输系数为(6-27)输入为调幅波时,小信号检波器的电压传输系数为(6-28)上式说明,小信号检波器的电压传输系数不是常数,而是与输入高频电压的振幅成正比。
2)小信号检波器的等效输入电阻可以近似认为等于二极管的导通电阻。
3)小信号检波器得非线性失真系数为(6-29)可见,调制系数越大,则越大,失真越严重。
第四节同步检波同步检波器主要用于对抑制载波的双边带调幅波和单边带调幅波进行解调,也可以用来解调普通调幅波。
同步检波器是有相乘器和低通滤波器两部分组成。
它与包络检波器的区别在于检波器的输入除了有需要进行解调的调幅信号电压外,还必须外加一个频率和相位与输入信号载频完全相同的本地载频信号电压。
经过相乘和滤波后得到原调制信号。
图6-14为同步检波器的方框原理图。
同步检波器的原理如动画D6图 6-14(6-30)本地载频信号电压为(6-31)即本地载频信号与输入信号的载频同频同相位。
经相乘器相乘,输出为(6-32)经低通滤波得低频信号(6-33)对单边带信号来说,解调过程与双边带相似。
设输入信号为单频调制的上边带信号电压为(6-34)本地载波频信号电压为(6-35)经相乘器相乘,输出为(6-36)经低通滤波得低频信号(6-37)对于普通调幅波,同样也可以采用同步检波器来实现解调。
本地载波的产生方法及不同步的影响为了产生同频同相的本地同步载频信号,往往在发射机发射双边带或单边带调幅信号的同时,附带发射一个载频信号,其功率远低于双边带或单边带调幅信号的功率,通常称为导频信号。
本地载频信号与输入信号的载频不能保持同步,对检波性能会产生什么样的影响呢?设本地载频信号与输入信号载频的不同步量为,相位不同步量为,即若用模拟乘法器构成同步检波电路解调双边带调幅信号,则(6-39)经低通滤波器取出(6-40)可见,当频率,相位不同步时,检出的低频信号将产生频率失真和相位失真。
若用模拟乘法器构成的乘积检波电路解调单边带信号,则(6-41)经低通滤波器取出(6-42)可见,当频率,相位不同步时,检出的低频信号将产生频率失真和相位失真。