高頻電子線路54振幅檢波電路

1、 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路從高頻調(diào)幅信號中取出原調(diào)制信號的過程從高頻調(diào)幅信號中取出原調(diào)制信號的過程稱為振幅解調(diào)，或振幅檢波，簡稱檢波。稱為振幅解調(diào)，或振幅檢波，簡稱檢波。主要特點要點：主要特點要點：檢波效率高、失真小、輸入電阻較高。檢波效率高、失真小、輸入電阻較高。 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路主要要求：主要要求： 掌握振幅解調(diào)的基本原理掌握振幅解調(diào)的基本原理掌握二極管包絡(luò)檢波器的典型電路、工作原理，掌握二極管包絡(luò)檢波器的典型電路、工作原理，了解其參數(shù)的選擇方法，了解其參數(shù)的選擇方法，掌握避免惰性失

2、真、負掌握避免惰性失真、負峰切割失真的方法。峰切割失真的方法。5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路掌握同步檢波電路的組成模型與基本原理掌握同步檢波電路的組成模型與基本原理 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路5.4.1 振幅解調(diào)基本原理振幅解調(diào)基本原理適用普通調(diào)幅波的檢波適用普通調(diào)幅波的檢波一、包絡(luò)檢波電路一、包絡(luò)檢波電路二、同步檢波電路二、同步檢波電路檢波輸出電壓直接反映高頻調(diào)幅信號的包絡(luò)變化規(guī)律檢波輸出電壓直接反映高頻調(diào)幅信號的包絡(luò)變化規(guī)律適用三種調(diào)幅波的檢波，但通常用于解調(diào)適用三種調(diào)幅波的檢波，但通常用于解調(diào)DSB、SSBur(t) 與載波同頻同相與載波同頻同相 的同步

3、信號的同步信號ur(t)AMXYXYLPFus(t)uO(t)uO(t)乘積型同步檢波電路組成模型乘積型同步檢波電路組成模型 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路同步檢波電路的工作原理同步檢波電路的工作原理設(shè)設(shè)tUtucrmrcos)( ，則則設(shè)低通濾波器通帶增益為設(shè)低通濾波器通帶增益為1，則，則 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路從頻譜關(guān)系看振幅解調(diào)過程從頻譜關(guān)系看振幅解調(diào)過程改改 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路5.4.2 二極管包絡(luò)檢波電路二極管包絡(luò)檢波電路一、電路與工作原理一、電路與工作原理穩(wěn)定在穩(wěn)定在UO上。上。

4、RC增大則增大則UO增大增大 當滿足當滿足Usm0.5V，RC1/w wc , RrD 時，時，可認為可認為 Uom Usm 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路5.4.2 二極管包絡(luò)檢波電路二極管包絡(luò)檢波電路一、電路與工作原理一、電路與工作原理調(diào)幅波包絡(luò)檢波波形調(diào)幅波包絡(luò)檢波波形要求要求Usm0.5V，RC1/w wc , RrD二極管處于大信號工作狀態(tài)，故稱大信號檢波器二極管處于大信號工作狀態(tài)，故稱大信號檢波器 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路二、檢波效率與輸入電阻二、檢波效率與輸入電阻1. 檢波效率檢波效率h hd 設(shè)設(shè)ttmUucam0s

5、cos)cos1( )cos1(am0dOtmUu h hh hd 1，一般，一般80%2. 輸入電阻輸入電阻 RiRi =輸入高頻電壓振幅輸入高頻電壓振幅二極管電流基波分量振幅二極管電流基波分量振幅2RRi 則則tUmUcosm0adm0dh hh h 直流直流解調(diào)輸出信號解調(diào)輸出信號根據(jù)輸入檢波電路的高頻功率根據(jù)輸入檢波電路的高頻功率近似等于檢波負載獲得功率可得近似等于檢波負載獲得功率可得 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路三、惰性失真與負峰切割失真三、惰性失真與負峰切割失真1. 惰性失真惰性失真 原因：原因：RC過大，放電過慢，使過大，放電過慢，使C上電壓不能跟隨

6、輸入調(diào)幅波幅度下降。上電壓不能跟隨輸入調(diào)幅波幅度下降。ow wc tu措施：措施：減小減小RC，使，使mmRCaa21 現(xiàn)象現(xiàn)象ma越大，越大，越大，越容易產(chǎn)生惰性失真。越大，越容易產(chǎn)生惰性失真。多頻調(diào)制時，多頻調(diào)制時，使使maxamaxamax21mmRC 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路負峰切割失真產(chǎn)生的原因：負峰切割失真產(chǎn)生的原因：檢波器的直流負載阻抗檢波器的直流負載阻抗 (0)LZ與交流（音頻）負載阻抗與交流（音頻）負載阻抗 ( )LZ不相等，而且調(diào)幅度不相等，而且調(diào)幅度 aM太大時引起的。太大時引起的。 通常情況下，檢波器輸出須通過耦合電容通常情況下，檢波器

7、輸出須通過耦合電容 CC與輸入等與輸入等 效電阻為效電阻為 2iR 的低頻放大的低頻放大器相連接，如器相連接，如圖所示。圖所示。 計入耦合電容 CC和低放輸入等效電阻 2iR后的檢波電路 2. 負峰切割失真負峰切割失真 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路 檢波器輸出是在一個直流電壓上迭加了一個音頻交檢波器輸出是在一個直流電壓上迭加了一個音頻交流信號，即流信號，即( )( )oOtVt 為了有效地將檢波后的低頻信號耦合到下一級電路，為了有效地將檢波后的低頻信號耦合到下一級電路，要求要求21iCRC所以所以 CC的值很大。的值很大。 這樣，這樣，o中的直流分量幾乎都落在中的

8、直流分量幾乎都落在 CC上，這個直流分量上，這個直流分量 的大小近似為輸入載波的振幅，即的大小近似為輸入載波的振幅，即OimVVLR上的分壓為上的分壓為2LRimiLRVVRR此電壓反向加在二極管兩端，如圖所示。此電壓反向加在二極管兩端，如圖所示。 CC等效為一個電壓為 imV的直流電壓源，此電壓源在此電壓源在 所以 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路負峰切割失真 當輸入調(diào)幅當輸入調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)波的調(diào)制系數(shù) aM較小時，這個較小時，這個電壓的存在電壓的存在不不致影響二極管致影響二極管的工作。的工作。當調(diào)制系數(shù)當調(diào)制系數(shù) aM較大時，出現(xiàn)較大時，出現(xiàn) (1)imaRVM

9、V如圖如圖 (a)(a)所示。所示。造成二極管截止，結(jié)果造成輸出低頻電壓負峰切割掉造成二極管截止，結(jié)果造成輸出低頻電壓負峰切割掉了。如圖了。如圖4.4.8(b)4.4.8(b)所示。所示。 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路顯然，顯然， 2iR愈小，則愈小，則 LR上的分壓值上的分壓值 RV愈大，這種失真愈大，這種失真愈易產(chǎn)生。另外，愈易產(chǎn)生。另外， aM愈大，則愈大，則 (1)aimM V愈小，這種失愈小，這種失真也愈易產(chǎn)生。真也愈易產(chǎn)生。 避免產(chǎn)生負峰切割失真的條件：避免產(chǎn)生負峰切割失真的條件： 由圖由圖4.4.84.4.8（a a）可見，要防止這種失真的產(chǎn)生，必須

10、）可見，要防止這種失真的產(chǎn)生，必須使包絡(luò)線的最小電平大于或等于使包絡(luò)線的最小電平大于或等于 RV，即滿足，即滿足 2(1)LimaimiLRVMVRR（4.4.7） 圖4.4.8 負峰切割失真 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路通常情況下，通常情況下，CC容量較大，對音頻來說，容量較大，對音頻來說，可以認為是短路。因此，檢波器的交流負載阻抗可以認為是短路。因此，檢波器的交流負載阻抗( )LZ為為 222( )/LiLLiLiR RZRRRR 檢波器的直流負載阻抗檢波器的直流負載阻抗 (0)LLZR顯然顯然 (0)( )LLZZ實際上，現(xiàn)代設(shè)備一般采用實際上，現(xiàn)代設(shè)備一般

11、采用 2iR很大的集成運放，不很大的集成運放，不會產(chǎn)生底部切割失真。會產(chǎn)生底部切割失真。 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路2. 負峰切割失真負峰切割失真輸出通常通過隔直耦合輸出通常通過隔直耦合電容送至下級負載。電容送至下級負載。Ri2CCus+CR+uo+u 直流負載直流負載 = R交流負載交流負載 = R/RL= RL Usm則則2sm2smrmm sin costUtUUU cos sintansmrmsmtUUtUatc tUtUtUUUU sin cos cos222sm22smsmrm2rmm 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路 co

12、s21rmsmrmmtUUUU ) cos1(rmsmrmtUUU 當當 Urm Usm 0則則2sm2smrmm sin costUtUUU cos sintansmrmsmtUUtUatc 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路 cos21rmsmrmmtUUUU ) cos1(rmsmrmtUUU 當當 Urm Usm 0則則 可見：可見： 兩個不同頻率信號疊加后的合成電壓，是調(diào)幅調(diào)相波。兩個不同頻率信號疊加后的合成電壓，是調(diào)幅調(diào)相波。 當兩者幅度相差較大時，合成電壓近似為當兩者幅度相差較大時，合成電壓近似為AM波。波。 合成電壓振幅按兩個輸入信號的頻差規(guī)律變化的現(xiàn)合

13、成電壓振幅按兩個輸入信號的頻差規(guī)律變化的現(xiàn)象稱為差拍現(xiàn)象。象稱為差拍現(xiàn)象。 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路為減少失真，常采用平衡同步檢波電路為減少失真，常采用平衡同步檢波電路us+CRurV1+uous+ CRV2可抵消可抵消 的偶次諧波分量的偶次諧波分量)cos( 1rsi1tUuuucmw w )cos( 2rsi2tUuuucmw w )(21OmmdUUu h h 5.4 振幅檢波電路振幅檢波電路 高頻電子線路高頻電子線路保證同步信號與發(fā)送端載波同頻同相的方法保證同步信號與發(fā)送端載波同頻同相的方法DSB：ttUucsmscos cosw w .) 2cos(4 2) 2cos(12) 2cos(1 cos cossm2sm2c22sm2s2