1、1 21 5 5普通调幅波解调电路 从高频调幅信号中取出原调制信号的过程称为振幅解调 或振幅检波 简称检波 本节地位 高频信号转变为低频信号的关键调制的逆过程 相干解调 非相干解调 2 21 性能指标 1检波效率等幅波 5 58 调幅波 5 59 输入 输出 3 21 2检波失真 输出电压与输入调幅波包络形状的相似程度 3输入阻抗 从检波器输入端看进去的等效阻抗 越大越好 描述输入和输出电压振幅之比 总结为 输出低频信号振幅 输入高频信号包络振幅 一般二极管检波器检波效率总小于1 设计电路时尽可能使它接近1 后面针对输入信号大小的不同 介绍两种检波电路 4 21 5 5 1小信号平方律检波 一
2、 电路 图5 22 几十毫伏以下 5 21 波形分析 高频成分 直流 低频成分 由二极管非线性造成 6 21 如何获得低频解调信号 定性分析 调幅波电压加到二极管 转移特性曲线非线性 使电压调幅波 输入 变成上多下少不对称的电流 输出 电流中除高频外 还含有直流和低频成分 高频成分被C2 值较小 旁路导入地 在R2上高频电压甚小 主要是低频和直流电压 低频信号即是R2上检出的调制信号 它通过C1 值较大 隔直流输出 7 21 二 电路工作原理 定量分析 输入单频正弦调幅波 二极管输入电压 二极管特性曲线在Q点 振幅的中点 的幂级数展开式 基波 二次谐波 8 21 结论 1解调信号幅值与输入信号
3、幅值的平方成正比 平方律检波 2二次谐波分量强度不可忽略 定义 二次谐波失真系数 ma 4 5 63 随调制系数增大而增大3通过计算R2的基波压降 I乘R 即为输出电压 进而得检波效率 d a2R2Ucm 5 65 9 21 输入阻抗针对载波而言 电路等效为一个二极管 输入阻抗等于二极管的交流阻抗rD该阻抗值一般很低 故失真严重 检波性能不理想 提出改进 大信号峰值包络检波 10 21 一 电路 图5 23 要求Usm 0 5V RC 1 c R rD 5 5 2大信号峰值包络检波 二极管处于大信号工作状态 充电快 放电慢 充电原因 瞬时输入电压使二极管导通并对电容充电 充电时间常数 rDC
4、放电原因 瞬时输入电压低于电容电压时 二极管截止 电容放电 放电时间常数 RC 放电时间远大于高频信号周期 11 21 12 21 正弦US 输入电压折线UO 输出电压 不断充电 放电 且充电迅速放电慢 导致折线UO近似随US包络变化 近似为正弦输出 故称峰值检波 ANIMATION 折线上升 充电 下降 放电 调幅波包络检波波形 13 21 二 检波效率 设输入信号 hd 1 一般80 则 调幅波输入 等幅波输入 14 21 提高检波效率的定性分析总结1 c大 则放电时间短 放电少 2CR大 则放电时间常数大 放电少 3CR一定时 R大则C小 充电时间常数小 充电多 4rD小则充电时间常数小
5、 充电多 5r反大则放电时通过二极管漏掉的电荷少 放电少 以上都会提升检波效率 此外 还要求R和后级输入电阻的并联不比R小很多 即后级输入电阻越大越好 15 21 三 输入电阻 定义 输入电压振幅Ucm与 c分量的电流振幅之比 5 70 16 21 四 检波失真 1 对角线失真 惰性失真 原因 RC过大 放电过慢 使放电时 C上电压不能跟随输入调幅波幅度下降 进而在下一次正峰应充电时 输入电压还低于R上的电压 而无法充电 一直放电 失真 现象 没有出现在 c周期内的充电 放电 无法实现检波 ANIMATION 17 21 措施 控制RC 使 使电容放电折线的下降速度跟得上包络线电压下降速度 5
6、 78 EXAMPLE ma越大 越大 则包络下降快 越容易产生此失真 18 21 2 割底失真 现象 输出波形底部变平 19 21 原因 改进电路中 耦合电容CC会积累压降 当调制度过深时 在一段时间内输入电压的幅值会小于电容CC上的压降 截止 且CC上的电压几乎维持不变 输出波形变平 20 21 措施 使输入信号的幅值最小值不低于耦合电容上的压降 令 d 1 得 例 改进电路 抽头接入增大R RL 可采取的方法为减小ma或增大R RL 以满足不等式 5 81 21 21 五 二极管包络检波电路的元件选择 原则 满足非线性失真指标 提供尽可能大的 d Ri 1 检波二极管的选择 2 R C的选择 正向导通电阻 结电容要小 导通电压要低 通常选用点接触型锗二极管 从提供Ri考虑 R要大 22 21 以保证高频电压有效加到二极管两端
