實驗六-AM包絡(luò)檢波仿真電路

實驗六AM包絡(luò)檢波仿真電路一、實驗?zāi)康?1．掌握二極管包絡(luò)檢波的原理及電路設(shè)計方法。2．了解二極管包絡(luò)檢波電路中元件選擇要求及對檢波器性能的影響；3.學(xué)會檢波器的檢測方法。二、實驗儀器1．計算機(jī)〔EWB仿真軟件〕三﹑實驗原理1．二極管包絡(luò)檢波器調(diào)幅波的解調(diào)是從調(diào)幅信號中取出調(diào)制信號的過程，通常稱之為檢波。調(diào)幅波解調(diào)方法有二極管包絡(luò)檢波器，同步檢波器。本實驗主要完成二極管包絡(luò)檢波。二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波中最簡單、最常用的一種電路。它適合于解調(diào)含有較大載波分量電平的AM波〔俗稱大信號，通常要求峰-峰值為1V以上〕。它具有電路簡單，檢波線性好，易于實現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。電路構(gòu)成如圖4-6-1所示：圖4-6-1包絡(luò)檢波器電路圖圖中D為檢波二極管，C、為檢波負(fù)載，C起高頻旁路作用。當(dāng)輸入電壓為正半周時，二極管D導(dǎo)通，電流對C迅速充電，由于二極管的正向電阻較小，C上的電壓很快上升到峰值；當(dāng)由最大下降時，D截止，C通過放電，由于，所以放電很慢，C上的電壓稍有下降。第二個周期正半周上升到C上的電壓后，二極管D再次導(dǎo)通。這樣循環(huán)往復(fù)的結(jié)果，在C、上得到包含直流分量、低頻調(diào)制信號分量和微小高頻信號分量的低頻輸出電壓，如圖4-6-2所示。圖4-6-22．檢波器的非線性失真在二極管峰值型檢波器中，如果電路參數(shù)選擇不恰當(dāng)，將出現(xiàn)兩種特有失真，〔1〕惰性失真：在二極管峰值型檢波器中，如果檢波負(fù)載時間常數(shù)太大，那么電容C的放電速度很慢，C的兩端電壓不能隨輸入已調(diào)波包絡(luò)而迅速變化，就會產(chǎn)生輸出信號的非線性失真，這種非線性失真是因電容放電的惰性引起的，故稱為惰性失真，如圖4-6-3所示。圖4-6-3由此可知，在二極管峰值型檢波器中，RC時間常數(shù)的選擇很重要，RC時間常數(shù)過大，那么會產(chǎn)生惰性失真。RC常數(shù)太小，高頻分量會濾不干凈。綜合考慮，當(dāng)滿足時，可防止惰性失真?！?〕負(fù)峰〔底部〕切割失真一般為了取出低頻調(diào)制信號，檢波器與后級低頻放大器的連接如圖4-6-4所示，為能有效地傳輸檢波后的低頻調(diào)制信號，要求：通常Cd取值較大(一般為5～10μF)，在Cd兩端的直流電壓大小近似等于載波電壓振幅：圖4-6-4經(jīng)R和RL分壓后在R上產(chǎn)生的直流電壓為：由于對檢波二極管VD來說相當(dāng)于是一個反向偏置電壓，會影響二極管的工作狀態(tài)。在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)半周峰值處可能會低于,當(dāng)時，二極管截止，檢波輸出信號不跟隨輸入調(diào)幅波包絡(luò)的變化而產(chǎn)生失真。如圖4-6-5所示：圖4-6-5顯然，越小，UR分壓值越大，底部切割失真越容易產(chǎn)生；另外，值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值越小，底部切割失真也越易產(chǎn)生。要防止這種失真，必須要求調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值大于直流電壓。即：防止底部切割失真的條件為：式中，為檢波器輸出端的交流負(fù)載電阻，而R為直流負(fù)載電阻。四．實驗任務(wù)與要求1．實驗電路及說明仿真實驗用二極管包絡(luò)檢波器，如圖4-6-6所示：圖4-6-6二極管包絡(luò)檢波器電路圖圖中，二極管D1為非線性變換器件，R1、R3和C1、C2構(gòu)成低通濾波器，也為檢波器直流負(fù)載，C3為檢波信號輸出耦合電容，R4為檢波器的交流負(fù)載?？刂崎_關(guān)K1、K2、K3為驗證檢波器失真而設(shè)置。2.實驗內(nèi)容及步驟=1\*GB3①二極管包絡(luò)檢波器解調(diào)全載波調(diào)幅信號〔1〕按圖4-6-6構(gòu)建仿真實驗電路。檢波二極管選用“理想〞屬性，輸入信號選用電源庫中的調(diào)幅“AM〞信號源，參數(shù)設(shè)置要求為：載波頻率465KHz，調(diào)制信號頻率2KHz，調(diào)制度≤30%，1VP-P?！?〕將控制開關(guān)K1、K2、K3均置“右〞，K2“右〞?！?〕用示波器分別觀察并記錄檢波器正常工作時輸入/輸出信號波形。〔4〕按表4-6-1所列數(shù)據(jù)要求，分別改變輸入調(diào)幅波的調(diào)制系數(shù)，觀察并記錄實驗結(jié)果。表4-波形有無失真m<60%M=100%調(diào)制信號解調(diào)信號〔2〕觀察檢波器的惰性失真保持以上設(shè)置不變，僅將控制開關(guān)K2搬置“左〞，即將檢波直流負(fù)載電阻由3.3K變?yōu)?00K，觀察并記錄輸出信號波形，并與檢波器正常工作波形進(jìn)行比擬。體會惰性失真現(xiàn)象。此后將K2復(fù)原?！?〕觀察檢波器的負(fù)削峰失真保持以上設(shè)置不變，僅將控制開關(guān)K3搬置“左〞，即將檢波交流負(fù)載電阻由22K變?yōu)?90Ω，觀察并記錄輸出信號波形，并與檢波器正常工作波形進(jìn)行比擬。體會負(fù)峰切割失真現(xiàn)象。此后將K2復(fù)原〔4〕二極管檢波器不接濾波電路保持以上設(shè)置不變，僅將控制開關(guān)K1搬置“左〞，即將檢波器的低通濾波器開路，觀察并記錄輸出信號波形，體會晶體二極管單向整流特性與濾波器作用。五﹑思考題及實驗報告要求=1\*GB3①思考題1、檢波失真有哪幾種，與電路的那些參數(shù)有關(guān)，如何形成？2、抑制載波雙邊帶調(diào)幅波能否用