铜陵学院
通信电路课程设计
AM信号包络检波器
系别班级：电气系08通信
指导教师：王老师
实验日期：第17周
2010——2011学年度第一学期
目录
一．设计目的 (3)
二、设计内容及原理 (3)
三、设计的步骤及计算 (4)
1.电压传输系数 (7)
2.流通角 (7)
3.参数选择 (8)
四、设计的结果与结论 (10)
1．结果 (10)
2．结论 (11)
3．心得体会 (11)
五、参考文献 (12)
AM信号包络检波器
一、设计目的：
通过课程设计.使学生加强对高频电子技术电路的理解.学会查寻资料﹑方案比较.以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力.创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会.锻炼分析﹑解决高频电子电路问题的实际本领.真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作.加深对基本原理的了解.增强学生的实践能力。
要求：掌握串、并联谐振回路及耦合回路、高频小信号调谐放大器、高频功率放大器、混频器、幅度调制与解调、角度调制与解调的基本原理.实际电路设计及仿真。
设计要求及主要指标：用检波二极管2AP12设计一AM 信号包络检波器.并且能够实现以下指标。
输入AM信号：载波频率15MHz正弦波。
●调制信号：1KHz正弦波.幅度大于1V.调制度为
60%。
●输出信号：无明显失真.幅度大于5V。
二．设计内容及原理：
调幅调制和解调在理论上包括了信号处理.模拟电子.高频电子和通信原理等知识.涉及比较广泛。包括了各种不同信息传输的最基本原理.是大多数设备发射与接收的基本部分。
因为本次课题要求调制信号幅度要大于1V.而输出信号幅度需要大于5V.所以本课题设计需要运用放大电路。本次实验采用二极管包络检波以及运算放大电路。在确定电路后.利用EDA 软件Multisim进行仿真来验证设计结果
设计框图如下：
输入信号→非线性器件→二极管包络检波器→运放电路→输出信号。
检波原理电路图图1
三、设计的步骤及计算
检波的物理过程如下：
在高频信号电压的正半周期.二极管正向导通并对电容C充电.由于二极管正向导通电阻很小.所以充电电流I很大.是电容的电压Vc很快就接近高频电压峰值.充电电流方向如下图2所示：
图2
这个电压建立后.通过信号源电路.又反向地加到二极管D的两端。这时二极管是否导通.由电容C上的电压Vc和输入电压Vi 共同决定。当高频信号的瞬时值小于Vc时.二极管处于反向偏置.
处于截止状态。电容就会通过负载电阻R放电。由于放电时间常数RC远大于调频电压周期.故放电很慢。
当电容上的电压下降不多时.调频信号第二个正半周的电压又超过二极管上的负压.使二极管导通。如图2中t1到t2的时间为二极管导通的时间.在此时间内又对电容充电.电容的电压又迅速接近第二个高频的最大量。如图二中t2至t3时间为二极管截止的时间.在次时间内电容又通过负载R放电。这样不断地反复循环。所以.只要充电很快.即充电时间常数RdC很小（Rd为二极管导通时的内阻）而放电时间很慢即放电时间常数RC很大.就能使传输系数接近1。
另外.由于正向导电时间很短.放电时间常数又远大于高频周期.所以输出电压Vc的起伏很小.可看成与高频调幅波包络基本一致.而高频调幅波的包络又与原调制信号的形状相同.故输出电压Vc 就是原来的调制信号.达到了解得目的。
图3二极管导通
图4二极管截止
图5
1.电压传输系数
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。考虑输入为等幅波.采用理想的高频滤波.并以通过远点的折线表示二极管特性（忽略二极管的导通电压VP）.则
gD=1/rd, 为流通角。iD是周期性余弦脉冲.
由此可见.检波器电压传输系数Kd是检波器电流iD的通脚的函数.求出后.就得到Kd。
2．流通角
二极管电流ID为一重复频率wi的周期余弦脉冲.器通角为.振幅最大为IDmax
其平均分量I0为
基频分量
式中.a0（）.a1（）为电流分解系数。
可得的近似表达式如下
此处的R为检波负载.gD为检波器内电导。
运放电路如下：
图6
3.参数选择设置：
（1）电容C队载波信号应近似短路.所以1/Wc<（5-10）Wc
（2）为了避免惰性失真应有必须使电容C通过R放电的速率大于或等于包络的下降速率.即
如果输入信号为单音调制的AM波.其包络的变化速率为
又因为
电容两端电压近似为输入电压包络值.即。
综合可得避免惰性失真的条件如下：
将已知条件带入.可计算的
（3）设R1/R2=0.2,则R1=R/6,R2=5R/6;为避免底部失真应有Ma由于检波器的输入电阻Ri不能太小.而Ri=R/2,所以R不能太小.综合考虑以往经验.R=1.2K 另取C=0.01uF。所以RC=0.12*103满足要求.所以
（4）Cc的取值应该是低频调制信号能有效的耦合到RL上.即满足：
1/nmin Cc<R0是取消频率分量的电阻.R0=1.2K
同样运算放大电路的放大比例K=（1+Rf/R6）,设定放大电路的K=6.可得到Rf=5.R6=10k.则Rf=50K.为了减少R5=R6/Rf 带入已知条件得到R5=8.3K
四、设计的结果与结论
（1）结果：电路仿真图如下
