第九章调制解调电路6-4(包络检波)要点

实验十二包络检波及同步检波实验学院：光电与信息工程学院专业：电子信息工程姓名：学号：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．掌握二极管峰值包络检波的原理。

3．掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。

4. 掌握用集成电路实现同步检波的方法。

二、实验内容1．完成普通调幅波的解调。

2．观察抑制载波的双边带调幅波的解调。

3．观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。

三、实验仪器1.高频实验箱 1台2.双踪示波器 1台3.频率特性测试仪（可选）1台四、实验原理及实验电路说明检波过程是一个解调过程，它与调制过程正好相反。

检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。

还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。

假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。

这是检波器的一种特殊情况，在测量仪器中应用比较多。

例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。

若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。

这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。

从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图12-1所示（此图为单音频Ω调制的情况）。

检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要的原调制信号。

常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。

有载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。

而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。

图12-1 检波器检波前后的频谱1.二极管包络检波的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。

调制电路与解调电路一、调幅电路调幅电路是把调制信号和载波信号同时加在一个非线性元件上（例如晶体二极管或三极管）经非线性变换成新的频率分量，再利用谐振回路选出所需的频率成分。

调幅电路分为二极管调幅电路和晶体管基极调幅、发射极调幅及集电极调幅电路等。

通常，多采用三极管调幅电路，被调放大器如果使用小功率小信号调谐放大器，称为低电平调幅；反之，如果使用大功率大信号调谐放大器，称为高电平调幅。

在实际中，多采用高电平调幅，对它的要求是：（1）要求调制特性（调制电压与输出幅度的关系特性）的线性良好；（2）集电极效率高；（3）要求低放级电路简单。

1、基极调幅电路图1是晶体管基极调幅电路，载波信号经过高频变压器T1加到BG的基极上，低频调制信号通过一个电感线圈L与高频载波串联，C2为高频旁路电容器，C1为低频旁路电容器，R1与R2为偏置的分压器，由于晶体管的ic=f(ube)关系曲线的非线性作用，集电极电流ic含有各种谐波分量，通过集电极调谐回路把其中调幅波选取出来，基极调幅电路的优点是要求低频调制信号功率小，因而低频放大器比较简单。

其缺点是工作于欠压状态，集电极效率较低，不能充分利用直流电源的能量。

2、发射极调幅电路图2是发射极调幅电路，其原理与基极调幅类似，因为加到基极和发射极之间的电压为1伏左右，而集电极电源电压有十几伏至几十伏，调制电压对集电极电路的影响可忽略不计，因此射极调幅与基极调幅的工作原理和特性相似。

3、集电极调幅电路图3是集电极调幅电路，低频调制信号从集电极引入，由于它工作于过压状态下，故效率较高但调制特性的非线性失真较严重，为了改善调制特性，可在电路中引入非线性补尝措施，使输入端激励电压随集电极电源电压而变化，例如当集电极电源电压降低时，激励电压幅度随之减小，不会进入强压状态；反之，当集电极电源电压提高时，它又随之增加，不会进入欠压区，因此，调幅器始终工作在弱过压或临界状态，既可以改善调制特性，又可以有较高的效率，实现这一措施的电路称为双重集电极调幅电路。

包络检波电路设计原理
包络检波电路设计原理是将调制信号进行检波，获取其包络信号的电路。

通常用于调幅解调电路中。

设计原理如下：
1. 输入信号为调制信号，一般是调幅信号或者调频信号。

2. 输入信号经过高频滤波器滤波，去除高频成分，得到基带信号。

3. 基带信号经过整流电路，将其变成单方向电流，同时对信号的幅度进行检测。

4. 接下来，基带信号经过低通滤波器滤波，去除高频杂波，得到原始的包络信号。

5. 最后，经过放大器对包络信号进行放大，以便后续信号处理。

包络检波电路的设计要点：
1. 高频滤波器的设计要根据信号的调制方式来选择合适的截止频率。

2. 整流电路直接将信号变成单方向电流，可以使用二极管进行整流。

3. 低通滤波器的设计要选择合适的截止频率，以保留信号的低频成分。

4. 放大器的设计要根据需要进行选择，以达到合适的信号放大倍数。

包络检波电路的设计原理基本上就是通过滤波和整流处理信号，然后放大得到包络信号。

这样就可以将调制信号转变为调幅信号的包络信号进行后续处理或者解调。

调幅波解调（检波）（4-1-2、4-4）振幅解调（检波）是振幅调制的逆过程，从调幅波中不失真地检出调制信号来。

分：（1）同步检波——适用于三种调幅波。

（2）包络检波——只适用于普通调幅波，而且要求已调波的幅度要大。

4-1-2同步检波（P177） 一、同步检波的实现模型xyv(t)vo(t)vs(t)vr(t)A xy MLPFv s (t)：输入已调波，可以是AM 或DSB 或SSB 。

v r (t)：同步信号()cos r rm C v t V t ω= 与载波()cos C Cm C v t V t ω=同频同相。

设：()()cos S a C v t k v t t ωΩ= （以DSB 信号为例）乘法器出来信号：()()()()cos cos M S r M a C rm C v t A v t v t A k v t t V t ωωΩ=⋅⋅=⋅⋅ =11()(cos 2)22M a rm C A k V v t t ωΩ+ 经过低通滤波器（LPF ）滤去cos 2C t ω后'()()O v t K v t Ω= （'K 为比例系数）低通滤波器（LPF ）的max H f F =，其中max F 为()v t Ω所包含的最高频率。

当()S v t 为AM 或SSB 时也类似，请自己推导。

二、是频谱搬移过程设()()cos S a C v t k v t t ωΩ=的频谱为：ωc检波电路Vo(t)t则()()()M S r v t A v t v t =⋅⋅=11()(cos 2)22M a rm C A k V v t t ωΩ+的频谱为：ωc 2ωc即从ωc 两边搬到0和2ωc 两边。

黑色虚线框为LPF 的幅频特性曲线。

三、技术关键接收端的同步信号()cos r rm C v t V t ω=应与发送端的载波信号()cos C Cm C v t V t ω=严格同频同相。

包络检波解调电路设计包络检波解调电路是一种常用的电路设计，用于将调幅信号解调成原始的基带信号。

在无线通信、广播电视等领域中广泛应用。

本文将详细介绍包络检波解调电路的原理、设计和应用。

一、原理介绍包络检波解调电路的基本原理是通过将调幅信号转换成其包络信号，然后再对包络信号进行解调，得到原始的基带信号。

其主要由三个部分组成：调幅信号输入部分、包络检波部分和解调输出部分。

1.调幅信号输入部分调幅信号输入部分主要是将调幅信号输入到电路中，通常采用微弱的射频信号作为输入信号。

该部分的主要功能是将输入信号进行放大以提高信号的幅度，以便后续电路能够进行正常工作。

2.包络检波部分包络检波部分是整个电路的核心部分，主要由包络检波器和低通滤波器组成。

包络检波器的作用是将调幅信号转换成其包络信号，一般采用二极管、二极管桥等元件实现。

而低通滤波器的作用是滤除高频噪声，使得输出信号更加纯净。

3.解调输出部分解调输出部分主要是将包络信号再次进行解调，得到原始的基带信号。

解调方法可以采用整流解调、同步解调等方式。

整流解调是将包络信号直接进行整流，然后通过低通滤波器滤除高频成分；同步解调是通过与载波信号进行相乘，然后再通过低通滤波器滤除高频成分。

二、电路设计包络检波解调电路的设计需要考虑多个因素，如输入信号的频率范围、信号幅度、噪声等。

下面将介绍一种常见的包络检波解调电路设计。

1.选择合适的元件根据实际需求选择合适的二极管、电容和电阻等元件。

一般情况下，二极管的整流电压降应小于输入信号峰值，电容的容值要满足低通滤波的要求，电阻的阻值要适当。

2.确定放大倍数根据输入信号的幅度和电路的增益要求，确定放大倍数。

放大倍数过大会导致失真，放大倍数过小会影响解调效果。

3.设计滤波器根据需要设计合适的低通滤波器，选择合适的滤波器类型和参数，以滤除高频噪声。

4.确定解调方法根据实际需求选择合适的解调方法，如整流解调、同步解调等。

不同的解调方法具有不同的特点和适用范围，需要根据实际情况进行选择。

一、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．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；5．了解输出端的低通滤波器对AM波解调、DSB波解调的影响；6．理解同步检波器能解调各种AM波以及DSB波的概念。

二、实验任务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。

三、实验仪器集成乘法器幅度解调电路模块、晶体二极管检波器模块、高频信号源、双踪示波器、万用表、四、实验电路图5-1 二极管包络检波电路图5-2 MC1496 组成的解调器实验电路五、实验步骤（简单描述）及测量结果（一）实验准备1．选择好需做实验的模块：集成乘法器幅度调制电路、二极管检波器、集成乘法器幅度解调电路。

2．接通实验板的电源开关，使相应电源指示灯发光，表示已接通电源即可开始实验。

注意：做本实验时仍需重复实验8中部分内容，先产生调幅波，再供这里解调之用。

（二）二极管包络检波1．AM 波的解调（1）%30=a m 的AM 波的解调① AM 波的获得与实验8的五、4．⑴中的实验内容相同，低频信号或函数发生器作为调制信号源（输出300mV p-p 的1kHz 正弦波），以高频信号源作为载波源（输出200mV p-p 的2MHz 正弦波），调节8W 03，便可从幅度调制电路单元上输出%30=a m 的AM 波，其输出幅度（峰-峰值）至少应为0.8V 。

② AM 波的包络检波器解调先断开检波器交流负载（10K01=off ），把上面得到的AM 波加到包络检波器输入端（10P01），即可用示波器在10TP02观察到包络检波器的输出，并记录输出波形。

包络检波电路分析
为了更好地分析包络检波电路，我们可以做以下几个方面的讨论：
1.包络检波原理：
2.调制器：
调制器一般采用非线性元件，如二极管或晶体管，利用其非线性特性
对输入信号进行调制。

常用的调制方式有幅度调制（AM）和频率调制（FM）。

调制后的信号经过滤波器后，得到调制后的信号，即原始信号的
包络。

3.解调器：
解调器使用特定的解调电路对调制后的信号进行解调。

对于幅度调制，常用的解调电路有包络检波电路和鉴频器。

包络检波电路通过整流和滤波
的方式，提取信号的包络。

而鉴频器则通过对调制后的信号进行频率解调，得到原始信号。

4.包络检波电路的特点：
5.包络检波电路的应用：
综上所述，包络检波电路是一种用于提取信号包络的电路，通过调制
器将原始信号调制成高频信号，再通过解调器将调制后的信号解调成信号
包络。

它具有简单、低成本的特点，广泛应用于通信和音频信号处理领域。

但需要注意非线性失真和抗干扰性能等问题。

信号与系统课程设计设计题目：信号的调制与解调院系：机械电子工程系专业班级：09应用电子技术学生姓名：谢焱松吴杰谭雨恒刘庆学号：09353017 09353018 09353019 09353020专业班级：文如泉起止时间：2010.12.13-2010.12.25设计任务：信号的调制与解调•目的：理解Fourier变换在通信系统中的应用：掌握调制与解调的基本原理。

•要求：实现信号的调制与解调。

•内容：调制信号为一取样信号（自己选，一般取常见的信号），利用MATLAB分析幅度调制（AM）产生的信号频谱，比较信号调制前后的频谱并解调已调信号。

设载波信号的频率为100HZ。

•方法：应用MATLAB平台。

•参考资料：MATLAB相关书籍。

教师点评：一、课程设计目的利用MATLAB 集成环境下的Simulink 仿真平台，设计一个2ASK/2DPSK 调制与解调系统。

用示波器观察调制前后的信号波形；用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化；加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率；最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。

二、课程设计要求（1）熟悉MATLAB 环境下的Simulink 仿真平台，熟悉2ASK/2DPSK 系统的调制解调原理，构建调制解调电路图。

（2）用示波器观察调制前后的信号波形，用频谱分析模块观察调制前后信号的频谱的变化。

并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。

（3）在调制与解调电路间加上各种噪声源，用误码测试模块测量误码率，并给出仿真波形，改变信噪比并比较解调后波形，分析噪声对系统造成的影响。

（4）在老师的指导下，要求独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计学年论文，能正确阐述和分析设计和实验结果。

三、基本原理1 ASK 调制与解调ASK 即幅移键控（振幅键控），是一种相对简单的调制方式。

对于振幅键控这样的线性调制来说，在二进制里，2ASK 是利用基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出，有载波输出时表示发送“1”，反之表示发送“0”。