第6章-振幅調制與解調3課件

6.3.1包絡檢波1、概念輸入為AM波時，檢波器輸出帶有直流電平的調制信號，其交流部分與AM波的包絡相似，故稱為包絡檢波。第6章調幅信號的解調上包絡下包絡負半周正半周下降沿上升沿16.3.1包絡檢波1、概念輸入為AM波時，檢波器輸出帶有直上一頁下一頁目錄幫助2、檢波前后的頻譜搬移已調波(AM)的頻譜調制信號的頻譜。第6章調幅信號的解調2上一頁下一頁目錄幫助2、檢波前后的頻譜搬移已調波(AM)的頻上一頁下一頁目錄幫助3、檢波器的組成部分1）前級中放的選頻負載，即檢波器的高頻輸入電路；2）檢波用的非線性器件：二極管、三極管；3）低通濾波器：RC低通濾波器。第6章調幅信號的解調3上一頁下一頁目錄幫助3、檢波器的組成部分1）前級中放的選頻負上一頁下一頁目錄幫助4、檢波器的分類二極管檢波器，三極管檢波器；串聯式檢波器，并聯式檢波器；大信號檢波器，小信號檢波器；包絡檢波器，同步檢波器；連續波檢波器，脈沖波檢波器。本節研究二極管串聯式連續大信號包絡檢波器，一般要求檢波器輸入信號振幅大于0.5V。第6章調幅信號的解調4上一頁下一頁目錄幫助4、檢波器的分類二極管檢波器，三極管檢波目錄幫助二、包絡檢波器的工作原理1.包絡檢波電路該電路類似于整流電路，但條件不同：（可將載波等高頻分量完全濾除）（二極管的導通電阻Rd可忽略）（C對視為開路，調制信號被保留）（,充電快，放電慢）第6章調幅信號的解調5目錄幫助二、包絡檢波器的工作原理1.包絡檢波電路該電路類似于目錄幫助2.充、放電過程，二極管導通，充電，為脈沖狀；，二極管截止，放電，。第6章調幅信號的解調其中，已調波振幅的最小值：6目錄幫助2.充、放電過程，二極管導通，充電，為脈沖狀；上一頁下一頁由于，所以RC電路充電快（二極管導通時間短），放電慢（二極管截止時間長），電容上電壓變化的速度跟得上已調波包絡的變化速度；所以輸出電壓的波形與已調波包絡的波形相似，即從而完成了解調的任務。第6章調幅信號的解調7上一頁下一頁由于，所以上一頁下一頁三、包絡檢波器的質量指標1.電壓傳輸系數（檢波效率）為二極管導通角，為檢波器的導通電阻，R為檢波器的負載電阻，因為，，從而第6章調幅信號的解調可以證明：8上一頁下一頁三、包絡檢波器的質量指標1.電壓傳輸系數（檢波效目錄幫助2.檢波器的等效輸入電阻式中，：輸入高頻電壓的振幅：流過二極管的高頻電流基波分量振幅。運用能量守恒定律，忽略的損耗和高次諧波損耗，則輸入、輸出的功率相等：

可見，二極管檢波器的輸入電阻Rid與其的負載電阻R有關，R越大，Rid也越大，對前級電路的有載QL值的影響越小。：高頻載波振幅：檢波器輸出直流電壓第6章調幅信號的解調可得：9目錄幫助2.檢波器的等效輸入電阻式中，：輸上一頁下一頁目錄幫助3.包絡檢波器的失真1）惰性失真（對角線切割失真）包括兩類常見的波形失真：惰性失真和底部切割失真，也還可能出現線性失真和其它非線性失真。這是種失真是由于電容的惰性引起的。由于太大，就會使電容C的放電速度小于調幅波包絡的下降速度，導致惰性失真。第6章調幅信號的解調10上一頁下一頁目錄幫助3.包絡檢波器的失真1）惰性失真（對角線上一頁下一頁目錄幫助經分析，可找出避免惰性失真的條件：包絡的數學表達式：流過電容C的電流包絡變化速度∴電容C的放電速度為∴第6章調幅信號的解調而11上一頁下一頁目錄幫助經分析，可找出避免惰性失真的條件：包絡的為避免惰性失真，須使得：，經計算可得，避免惰性失真的要求為：其中，

為最大調幅度為最高調制頻率12為避免惰性失真，須使得：上一頁下一頁目錄幫助2）底部切割失真（負峰切割失真）這種現象，是由檢波器交、直流負載電阻不相等及調幅度過大引起的。因此，要從增大交流負載電阻和限制的取值范圍兩者著手，以消除失真。第6章調幅信號的解調耦合電容后級輸入電阻

13上一頁下一頁目錄幫助2）底部切割失真（負峰切割失真）上一頁下一頁分析如下：耦合電容Cd的值一般較大，，一般為10μF左右。檢波過程中，會在Cd兩端建立起直流電壓VDC,其值近似等于載波電壓振幅，即：對二極管而言，此電壓為負，阻止二極管導通。第6章調幅信號的解調在低頻信號一個周期內，VDC基本維持不變。VDC經R和RL分壓后，在R上產生直流電壓：14上一頁下一頁分析如下：耦合電容Cd的值一般較大第6章調幅信號的解調◆當輸入調幅波的ma值較小時，VR還不致影響檢波二極管的正常工作.◆當ma值較大時，輸入調幅波包絡的負半周（即包絡振幅的最小值）可能會低于VR，使二極管在一段時間內截止，檢波器的輸出信號不能跟隨輸入調幅波包絡的變化，從而產生底部切割失真。15第6章調幅信號的解調◆當輸入調幅波的ma值較小時，VR上一頁下一頁目錄幫助因此，避免負峰切割失真的條件為第6章調幅信號的解調可得避免底部切割失真的條件為：式中，為檢波器輸出端的交流負載電阻，而R為直流負載電阻。

∴底部切割失真是由于檢波器的直流負載電阻R不等于交流負載電阻，或調幅系數較大引起的。16上一頁下一頁目錄幫助因此，避免負峰切割失真的條件為第6章上一頁下一頁3）頻率失真（由電容引起）一般C取0.01μF，Cd取幾～幾十μF。Cd：若對低頻開路，引起下限頻率失真第6章調幅信號的解調C：若對高頻短路，引起上限頻率失真所以要求

所以要求17上一頁下一頁3）頻率失真（由電容引起）一般C取0.01μF，上一頁下一頁6.3.2同步檢波◆前面介紹的是普通調幅波（AM）的檢波方法。◆對于抑制載波的雙邊帶（DSB）調幅和單邊帶（SSB）調幅，因其波形的包絡并不直接反映調制信號的變化規律，不能采用包絡檢波器解調；必須外加一個與發射端的高頻載波

同頻同相的電壓（稱為本地振蕩）；在非線性器件的作用下，恢復出調制信號。這種檢波方法叫“同步檢波”。◆同步檢波的方式很多，本章只介紹乘積器同步檢波。第6章調幅信號的解調18上一頁下一頁6.3.2同步檢波◆前面介紹的是普通調幅波（一、DSB信號的檢波2.原理分析則乘法器的輸出：第6章調幅信號的解調1.原理框圖式中，k為乘法器的相乘系數；令，經低通濾波器后的輸出信號為：

高頻低頻低頻19一、DSB信號的檢波2.原理分析則乘法器的輸出：第6章由此式可知:（1）若本地振蕩與發射載波同頻、同相，即Δω0＝0，有：

表明同步檢波器能無失真地將調制信號恢復出來。

（2）若本地振蕩與發射載波有頻差、同相，即Δω0≠0，有：

此時，輸出信號的振幅為時間的余弦函數，已引起振幅失真。（3）若本地振蕩與發射載波無頻差、有相差，即Δω0＝0，有：輸出信號中引入振幅衰減因子，如其隨時間變化，同樣也引起振幅失真。∴只有本地載波與發射載波同頻同相，才能實現不失真的解調。20由此式可知:（1）若本地振蕩與發射載波同頻、同相，即Δω0＝上一頁下一頁3.DSB波形與頻譜變換21上一頁下一頁3.DSB波形與頻譜變換214.DSB本地載波的獲得方法（2）解釋：同步信號可直接從雙邊帶信號中獲取，方法是：先平方，再分頻：用窄帶濾波器取出頻率分量，再經二分頻器，可得頻率為的同步信號。（1）原理框圖：224.DSB本地載波的獲得方法（2）解釋：同步信號可直接二、SSB信號的檢波1.原理框圖(與DSB相同)2.原理分析◆目前，單邊帶通信一般采用的方式：發送端發送導頻信號（即AM調制中的載波信號，但被抑制到與SSB信號電平相當）；接收端利用高Q的窄帶濾波器提取導頻信號，放大后作為本地振蕩信號。

◆設含有導頻信號的SSB信號為：

本地得到的同步電壓