東華大學(xué)高頻電子電路通信電子電路課件-

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1、§7.4調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)（檢波）§7.4.1概述概念：解調(diào)、檢波、檢波器從高頻已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程稱為解調(diào)。通常將從已調(diào)振幅調(diào)制信號(hào)中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的解調(diào)過(guò)程稱為檢波。完成這種解調(diào)作用的電路稱為振幅檢波器，簡(jiǎn)稱檢波器。解調(diào)與調(diào)制是逆過(guò)程。從頻域上看，是將頻譜從高端（載波附近）搬移至低頻端。檢波是頻譜的線性搬移過(guò)程。1檢波電路的功能檢波電路的功能是從振幅已調(diào)信號(hào)中不失真的恢復(fù)出原調(diào)制信號(hào)。(i)當(dāng)輸入信號(hào)為高頻等幅波時(shí)，檢波器輸出為直流電壓,如圖6.4.1（a）所示；(i)當(dāng)輸入信號(hào)是正弦調(diào)制的調(diào)幅信號(hào)時(shí)，檢波器輸出電壓

2、為正弦波，如圖6.4.1（b）所示；(iii)當(dāng)輸入信號(hào)為脈沖調(diào)制的調(diào)幅信號(hào)時(shí)，檢波器輸出電壓為脈沖波，如圖6.4.1（c）所示。圖6.4.1檢波器的輸入/輸出波形從信號(hào)的頻譜來(lái)看，檢波電路的功能是將已調(diào)波的邊頻或邊帶信號(hào)頻譜從載波附近搬移到原調(diào)制信號(hào)所處的頻譜低端。在頻域，檢波完成頻譜的線性搬移。如圖6.4.2（c），輸入信號(hào)頻譜為，而通過(guò)檢波電路后輸出信號(hào)的頻率為。這樣的頻譜搬移過(guò)程正好與振幅調(diào)制的頻譜搬移過(guò)程相反。圖6.4.2檢波器原理框圖(a)組成框圖(b)檢波器輸入、輸出信號(hào)的波形；(c)檢波器輸入、輸出信號(hào)的頻譜2

3、檢波電路的分類根據(jù)輸入調(diào)制信號(hào)的不同特點(diǎn)，檢波電路可分為兩大類，包絡(luò)檢波和同步檢波。（1）包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波是指檢波器的輸出電壓直接反映輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化規(guī)律的一種檢波方式。即，解調(diào)器輸出電壓輸入已調(diào)波的包絡(luò)。由于AM信號(hào)的包絡(luò)與調(diào)制信號(hào)成正比。包絡(luò)檢波只適用于AM波的解調(diào)。（確切地說(shuō)：只能解調(diào)的普通調(diào)幅波）特點(diǎn)：包絡(luò)檢波電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，檢波效率高，幾乎所有AM調(diào)幅式接收機(jī)均采用這種電路。注意：若AM波，當(dāng)，無(wú)法用此方法檢波，可用同步檢波法。（1）同步檢波同步檢波主要應(yīng)用于雙邊帶調(diào)幅波（DSB）和單邊帶調(diào)幅波（SSB）的檢波。

4、因?yàn)殡p邊帶調(diào)幅波和單邊帶調(diào)幅波的頻譜中缺少載波頻率分量。因此不能用包絡(luò)檢波器解調(diào)，必須用“同步檢波器”實(shí)現(xiàn)解調(diào)。原理框圖圖6.4.3檢波電路的頻譜搬移過(guò)程同步檢波又可分為乘積型圖（a）和疊加型圖（b）（乘積型用的比較普遍，疊加型使用的較少）（a）本地載波(b)說(shuō)明：（i）同步檢波法適用于AM,DSB，SSB的解調(diào)。由于同步檢波比包絡(luò)檢波器復(fù)雜，所以很少用于AM解調(diào)，通常只用于解調(diào)DSB和SSB信號(hào)和的AM解調(diào)。（ii）為了不失真的恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)，本地載波必須與調(diào)制端的載波電壓完全同步。這是同步檢波名稱的來(lái)由。3檢波電路的組成檢

5、波器必須包含有非線性器件，Why?振幅調(diào)制信號(hào)，其頻譜有載頻組成，其中沒(méi)有包含調(diào)制信號(hào)本身的分量。為了解調(diào)出原調(diào)制頻率，檢波器必須包含有非線性器件，以便調(diào)幅信號(hào)通過(guò)它產(chǎn)生新的頻率分量。檢波電路由三部分組成，高頻輸入回路，非線性器件和低通濾波器?！?.4.2峰值包絡(luò)檢波（二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器）峰值包絡(luò)檢波只適合于的普通調(diào)幅波的解調(diào)。適用條件：峰值包絡(luò)檢波屬于大信號(hào)檢波，要求輸入信號(hào)幅度>0.5V，通常在1V左右。由于電路簡(jiǎn)單、性能好，因而得到廣泛應(yīng)用。一、大信號(hào)包絡(luò)檢波電路的工作原理圖6.4.4(a)是二極管峰值包絡(luò)檢波器的原

6、理電路。檢波電路的組成①高頻信號(hào)輸入回路；②非線性器件：二極管VD（三極管、場(chǎng)效應(yīng)管）。③低通濾波器：通常由RC電路組成。其作用有二個(gè)：(a)作為檢波器的負(fù)載，其二端產(chǎn)生調(diào)制頻率的電壓要求：，即電容對(duì)調(diào)制信號(hào)阻抗很大（近似斷路），由R取出調(diào)制信號(hào)。(b),C對(duì)高頻載波短路，濾除高頻。在理想情況下，RC網(wǎng)絡(luò)的阻抗Z應(yīng)滿足：即：對(duì)于高頻載波，RC網(wǎng)絡(luò)短路；對(duì)于直流或低頻，RC網(wǎng)絡(luò)中的C開路，其等效負(fù)載為R。式中,ωc為輸入信號(hào)的載頻。問(wèn)題：在調(diào)幅超外差接收機(jī)中，ωc對(duì)應(yīng)的是什么頻率？為中頻ωI，Ω為調(diào)制信號(hào)頻率。檢波過(guò)程分析實(shí)質(zhì)：

7、檢波過(guò)程是在二極管作為通斷開關(guān)的控制下，完成對(duì)二極管充放電的過(guò)程。(i)充電過(guò)程在輸入信號(hào)正半周，二極管導(dǎo)通，對(duì)電容充電。C對(duì)高頻載波近似短路，基本上全部加在二極管上，導(dǎo)通，C被充電，充電時(shí)間常數(shù)。(i)放電過(guò)程二極管上的電壓，當(dāng)時(shí)，如下圖所示的BC段，二極管截止，電容通過(guò)R放電。放電時(shí)間常數(shù)RC∴充電快、放電慢，使電容上的電荷不斷積累，電壓逐漸升高，最后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。動(dòng)態(tài)平衡：即導(dǎo)通時(shí)對(duì)C的充電電荷等于截止時(shí)C對(duì)R的放電電荷。此時(shí)，電容二端的電壓近似等于輸入信號(hào)的峰值電壓。為了便于說(shuō)明檢波原理，先分析高頻等幅信號(hào)經(jīng)檢波電路后

8、的特性。i)為高頻等幅信號(hào)下圖為加入等幅波時(shí)檢波器的波形剛接入時(shí)，R、C二端的電壓a)在正半周，二極管導(dǎo)通，對(duì)電容C充電，充電時(shí)間常數(shù)（為二極管正向?qū)娮?，很小）。充電速度很快，這時(shí)RC二端的電壓為，該反向加在檢波二極管上。b)到達(dá)B時(shí)，，之后，，二極管截止，電容C通過(guò)R放