1、解调是调制的逆过程 , 是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。从频谱上看,解调也是一种信号频谱的线性搬移过程,是将高频端的信号频谱搬移到低频端,解调过程是和调制过程相对应的,不同的调制方式对应于不同的解调。振幅调制过程:解调过程AM调制DSB调制SSB调制包络检波:同步检波:峰值包络检波平均包络检波乘积型同步检波叠加型同步检波4.4 调幅 信号的解调4.4.1调幅解调的方法1 包络检波休息1 休息1t调幅波调幅波频谱c+c-c输出信号频谱 包络检波输出t非线形电路低通滤波器调幅波调幅波调幅波包络检波输出包络检波输出包络检波输出由于 DSB和 SSB信号的包络不同于调制信号,不能用包络检
2、波器,只能用同步检波器,但需注意同步检波过程中,为了正常解调,必须恢复载波信号,而所恢复的载波必须与原调制载波同步(即同频同相)。乘法器低通滤波器uDSBuou2 同步检波包络检波器加法器uDSBuou仿真uAM解调载波休息1 休息1(1) 电压传输系数 Kd3. 检波电路的主要技术指标是指检波电路的输出电压和输入高频电压振幅之比。当检波电路的输入 信号 为高频等幅波,即 ui(t)=Uimcosct时,Kd定义为输出直流电压Uo与输入高频电压振幅Uim的比值,即当输入高频调幅波 ui(t)=Uim(1+macos t)cosct时,Kd定义为输出低频信号 分量的振幅 Um与输入高频调幅波包络
3、变化的振幅maUim的比值,即(2) 等效输入电阻 RidimodUUK =imamdUmUK=因为检波器是非线性电路,Rid的定义与线性放大器是不相同的。 Rid定义为输入高频等幅电压的振幅Uim,与输入端高频脉冲电流基波分量的振幅之比,即1mimidIUR =(3) 非线性失真系数Kf非线性失真的大小,一般用非线性失真系数 Kf表示。当输入信号为单频调制的调幅波时, Kf定义为+=UUUKf2322式中, U、 U2、 U3分别为输出电压中调制信号的基波和各次谐波分量的有效值。检波器输出电压中的高频分量应该尽可能的被滤除,以免产生高频寄生反馈,导致接收机工作不稳定。高频滤波系数的定义为,输
4、入高频电压的振幅 Uim与输出高频电压的振幅Uo m的比值,即moimUUF =在输入高频电压一定的情况下,滤波系数F越大,则检波器输出端的高频电压越小,滤波效果越好。通常要求F (50 100)。(4) 高频滤波系数 F5.4.2 二极管大信号包络检波器休息1 休息11. 大信号包络检波的工作原理(1) 电路组成ZL+-uiVDRC+-uiRui+-Crd它是由输入回路、二极管 VD和RC 低通滤波器组成。RC低通滤波电路有两个作用:对低频调制信号 u来说,电容 C的容抗 ,电容C 相当于开路,电阻R就作为检波器的负载,其两端产生输出低频解调电压RC1对高频载波信号 uc来说,电容 C的容抗
5、 ,电容 C相当于短路,起到对高频电流的旁路作用,即滤除高频信号。RC0, 二极管导通;当 uD= ui- uo50)3533115231 +=+=Ltg3333RrRgdd=代入上式可得:ttmUucaimicos)cos1( +=)cos1()( tmUKtuaimdo+= cosKRd(2 )检波的等效输入电阻idR峰值检波器常作为超外差接收机 中放末级的负载 ,故其输入阻抗对前级的有载 Q值及回路阻抗有直接影响 ,这也是峰值检波器的主要缺点。讨论: 当 VD和R 确定后, 即为恒定值,与输入信号大小无关,亦即检波效率恒定,与输入信号的值无关。表明输入已调波的包络与输出信号之间为线性关系
6、,故称为线性检波则输出信号为: 当1gR 9.0dK一般当,一般计算方法为:当输入信号为:3333RrRgDd=检波器的输入电阻Rid是为研究检波器对其输入谐振回路影响的大小而定义的,因而, Rid是对载波频率信号呈现的参量 。若设输入信号为等幅载波信号tUucimicos=+-uo中放末级RsVDRCsCLsisRid+-ui忽略二极管导通电阻 rd上的损耗功率,由能量守恒的原则,检波器输入端口的高频功率id2im2RURUK2im2d全部转换为输出端负载电阻 R上消耗的功率即有RUKRU2im2did2im2= 又因Kd=cos 1RR21id所以所以:R越大,对前级影响就越小。KdUim
7、ui(t)t(1) 惰性失真在二极管峰值型检波器中,存在着两种特有失真:惰性失真底部切割失真3. 检波器的失真降速度时, 会造成输出波形不随输入信号包络而变化,从而产生失真, 这种失真是由于电容放电惰性引起的,故称为惰性失真。一般为了提高检波效率和滤波效果,( C越大,高频波纹越小),总希望选取较大的 R, C值,但 如果 R, C 取值过大,使 R, C的放电时间常数RC= 所对应的放电速度小于输入信号 (AM)包络下(2) 产生惰性失真的原因:输入AM 信号包络的变化率RC放电的速率(3)避免产生惰性失真的条件:在任何时刻,电容 C上电压的变化率应大于或等于包络信号的变化率,即ttUtuA
8、MC )(tui(t)与 uc(t)uc(t)ui(t)另外, 在二极管截止瞬间,电容两端所保持的电压近似等于输入信号的峰值。 即ttmUuaimi 0cos)cos1( +=)cos1()( tmUtUaimAM+=1sin)(tUmttUimaAM=)cos1( tmUuaimC+RCttaimCetmUtu1)cos1()(1+=)cos1(111tmURCtuaimttC+=11sin)cos1(1tmUtmURCaimaim+若设输入信号AM 信号:包络信号为:在 t1时刻包络 的 变化率 :那么电容C 通过R 放电的电压关系为:时刻不产生惰性失真的条件为:1t所以要求在(4)分析:
9、则有: 1cos1sin11+=tmtmRCAaa1t)(tUAM Cu实际上不同的 , 和 下降速度不同。为在任何时刻都避免产生惰性失真, 必须保证A 值取最大时仍有1maxUim(1-ma)ttmUucaimicos)cos1( +=UR或mindL1CR mindL1CR通常 Cd取值较大(一般为 510 F),在Cd两端的直流电压 UDC,大小近似等于载波电压振幅 UDC=KdUimUDC经 R和 RL分压后在R 上产生的直流电压为:由于 UR对检波 二极管 VD来说相当于一个反向偏置电压,会影响二极管的工作状态。在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于UR,后级放大器ui+-CRLR
10、VDCd+UDC-+-UR+u(t)-显然, RL越小,UR分压值越大,底部切 割 失真越容易产生;另外,ma值越大,调幅波包络的振幅 maUim越大,调幅波包络的负峰值Uim(1-ma)越小,底部切 割失真也越易产生。要防止这种失真,必须要求调幅波包络的负峰值 Uim(1-ma) 大于直流电压UR。即RRRUmUimLaim)1(+避免底部切割失真的条件为:RRRRRRRRm=+/LLLa式中, R=RL/R为检波器输出端的交流负载电阻,而R 为直流负载电阻。一般:1)/( =idsscLRRCQ (1) 回路有载LQ要大:这应该从选择性及通频带的要求来考虑。cTRC 为高频载波周期cT(2) 为发保证输出的高频纹波小要求:1510ccRC 即4. 检波器设计及元件参数的选择(3) 为了减少输出信号的频率失真(输出信号为一个低频限带信号)要求: USSB时,利用到公式211xx +)cos1(cos21)(mtmUtmUtUoo +如果设包络检波器的电压传输系数为 Kd,那么 ud经包络检波器后,输出电压为)cos1(dtmUKuo+=