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1、高频电子线路王军wangjun@stu.edu.cn汕头大学电子工程系6.2调幅信号的解调从已调高频信号中恢复出调制信号的过程叫做解调，也称做检波。解调是调制的逆过程。6.2.1调幅解调的方法振幅解调方法可分为包络检波和同步检波两大类。包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。根据电路工作方式不同，又分为峰值检波和平均值检波。由于AM信号的包络与调制信号成线性关系,因此包络检波只适用于AM波。其包络检波原理框图如图6―30所示。如果我们想把其他调制方式的已调波用包络检波方式解调，就要像将已调波转换为AM波图6―30包络检波的
2、原理框图两种解释:一是非线性器件将双向变化转变为单向变化,而单向的幅度变化(包络变化,即为低频调制信号)为低频信号,通过一个低通滤波器可以得到；二是非线性电路的幂次项的作用.图6―31同步解调器的框图r同步检波是外加一个与原来载波同频同相的高频信号，称为插入载波或副载波，然后利用频谱搬移电路，对DSB和SSB信号进行解调，故称为同步检波。其同步检波原理框图如图6―31所示。与原有的载波(发射端载波)同步包络线检波也是频谱搬移的作用,这就是叠加型同步检波的工作原理而DSB和SSB信号的包络不正比于调制信号，因此不能用包络检波，必须采用同步检波。同
3、步检波又可以分为乘积型(图6―32(a))和叠加型(图6―32(b))两类。它们都需要用恢复的载波信号ur进行解调。图6―32同步检波器的两种类型(a)乘积型;(b)叠加型6.2.2二极管峰值包络检波器1．二极管串联检波器电路及工作原理图6―33(a)是二极管串联峰值包络检波器的原理电路。它是由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。可以看出，信号源、二极管和RC滤波网络为串联关系。图6―33二极管峰值包络检波器(a)原理电路(b)二极管导通(c)二极管截止充电时间常数为rdC放电时间常数为RC非线性电路,通常选用导通电压小,动态电阻小
4、,频率特性好的锗管低通滤波器为了滤掉高频分量，保留低频分量，RC的值应该满足：式中,ωc为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频ωI，Ω为调制频率，1/RC是低通网络的上截止频率。在理想情况下,RC网络的阻抗Z应为：▲当输入等幅波时当在输入信号的正半周，二极管导通，快速给电容充电，当输入下降后使二极管截止时，电容放电，但放电要比充电慢得多，因此，达到平衡后，二极管只在输入信号的峰值附近才导通，通角很小。图6-34是输入为等幅波时的工作过程。(6-42)对高频信号电容要呈现小电阻对低频包络信号电容呈现较大阻抗图6―34加入等幅波时检波器的工作过
5、程=从这个过程可以得出下列几点:●检波过程就是信号源通过二极管给电容充电与电容对电阻R放电的交替重复过程。(是一个非线性滤波器)●由于RC时常数远大于输入电压载波周期,放电慢,使得二极管负极永远处于正的较高的电位(因为输出电压接近于高频正弦波的峰值,即Uo≈Um)。●二极管电流iD包含平均分量(此种情况为直流分量)Iav及高频分量。●输出电压的平均电压接近输入振幅，并具有高频纹波电压。●输入电压振幅一定要大于二极管的势垒电压，因此这是一个大信号检波器。图6-35是大信号检波器达到平衡时的电流电压波形。图6―35大信号检波器稳态时的电流电压波形
6、由KVL可知,uD=ui-uC▲当输入AM信号时因为平衡后，二极管总是在输入信号每个周期的峰值附近导通，因此输出电压与输入信号包络相同。二极管电流的平均分量Iav流过R形成检波输出，而高频分量被C滤掉了。设输入信号为：则检波输出为：图6-36是输入为AM信号时的检波器输出波形。图6-37是输入为AM信号时的检波二极管的电压及电流波形。(6-43)平均电流是随包络变化而变化的量,其实是局部时间段内的平均电流图6―36输入为AM信号时检波器的输出波形图图6―37输入为AM信号时,检波器二极管的电压及电流波形从上面的分析可以看出，电容两端的电压具有近
7、似为输入载波振幅大小的直流分量，因此必须加隔直电容，然后输出原来的调制信号，如图6-38所示；另外，这个直流电压可以被取出用于自动控制放大器的增益。图6―38包络检波器的输出电路(a)输出低频调制信号；(b)输出直流从检波过程还可以看出，RC的数值对检波器输出的性能有很大影响。如果R值小(或C小)，则放电快，高频波纹加大，平均电压下降;RC数值大则作用相反。当检波器电路一定时，它跟随输入电压的能力取决于输入电压幅度变化的速度。当幅度变化快，例如调制频率高或调制幅度m大时，电容器必须较快地放电，以使电容器电压能跟上峰值包络而下降，此时,如果RC太
8、大，就会造成失真。分析一下性能(1)传输系数Kd检波器传输系数Kd或称为检波系数、检波效率,是用来描述检波器对输入已调信号的解调能力或效率的一个物理
