二极管包络检波器实验概要.ppt

实验五. 二极管检波器实验 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。由于AM信号的包络与调制信号成正比，而DSB,SSB信号的包络不同于调制信号，所以包络检波只适用于解调AM波，不能解调DSB,SSB信号。DSB,SSB信号需用同步检波器实现解调。当然AM信号也可用同步检波实现解调。但它同包络检波器相比，检波电路复杂，所以较少采用。根据电路及工作状态的不同，包络检波又可分为峰值检波和平均值检波。本节讨论仅仅是大信号的峰值包络检波器，即其输入信号电压往往要大于0.5V以上。 实验任务与要求 1.实验电路及说明 实验电路如图1。电路的前面部分是谐振中放，为检波器提供测量之用，它具有选频放大作用，中心频率谐振在4MHZ左右。由D、L、C、R1、RW2等组成检波器。D为非线性变换元件，L为检波器提供直流通路之用，C、R1、RW2为检波器负载。Rg为检波交流负载。C1为观测波形失真而设，33pF、6.8pF及RW1为测量检波输入阻抗而设。它们的接入分别用开关K1、K2、K3、K4来控制。 图1.检波器实验电路图如下： 2. 惰性失真： 仿真条件：Uim＝1V，F＝1KHZ,RL＝10KΩ，接入0.1μf电容，m＝50％，检波输出波形如图8。 3.底部切割失真： 仿真条件:Uim＝1V，F＝1KHZ，RL＝20kΩ,不 接入0.1uf电容，m＝50%，输出波形如图9。 1、实验前，计算机仿真检波器当其输入信号分别是正弦波和调幅波时的输出波形并改变电路参数，观察惰性失真及负峰失真波形。 2、基本命题 测量检波器的动特性曲线。 用信号源（EE1641）产生一个等幅信号U1（f1＝2MHZ），测量检波输出（*U2是什么信号?）填表绘制特性曲线，并计算U1＝0.7v时的检波效率Kd＝？ *当输入信号为调幅信号U1＝0.7v ,F=400Hz，m=0.3时，测量检波效率Kd＝？ 实验表格如下： 观察调幅波包络失真情况。 测试条件：U1＝0.7v，f=5MHz,F＝400HZ a：当RL＝10kΩ。接上0.1μf电容，改变m大小使输出包络信号由不失真到刚好出现对角线失真时，记下此时m数值。 b：当RL＝20KΩ。不接入0.1μf电容，改变m大小，记下刚好出现底部切割失真时的m值并与理论值作比较。 测量检波器的输入阻抗Z 测试条件： RL=RLmin 测试方法：谐振法 测试原理：检波器的输入阻抗相对于谐振中放是一个负载，它的大小直接影响中放的频率特性（中心频fo和通频带B0.7）接有检波器中放频率特性曲线如图2曲线1，去掉检波器时，频率特性变成曲线2。若用一电阻和电容代替检波器，调整电阻和电容的大小，使曲线2再回到曲线1的位置。中心频率和带宽均变得与曲线1一样，此时加的电阻和电容参数值就等效为检波器的输入电阻和电容。 图2.谐振法测检波器输入阻抗图如下： 扩展命题 a.电路中D反接会有什么情况？用实验说明； b. 若输入AM信号过小，会产生什么失真？用实验说明； c.若检波器滤波电容C过小，会产生什么失真？用实验说明； d. 对AM波检波。从U1和U2处测量，有何差别？ e.要想改善Rg对检波器的影响，可采取哪些方 法？ f. 什么叫自动增益控制？如何实现？ g.图3是一个并联型检波电路，D采用2AP9，请自行设计各电路元件参数，完成对输入信号：载频5MHz，调制频率F＝1KHz，m＝30%的调幅波的检波，并仿真分析。 图3.并联型检波电路图如下： 实验报告要求 整理实验数据并作相应曲线 计算实验内容中两种失真波形的理论m值。 实验说明及思路提示 二极管检波器工作原理及性能要求 大信号包络检波器其用途就是从调幅波中取出 低频调制信号。常用的是二极管检波，它是通过 二极管的非线性伏安特性进行频率变换，再通过 低通平滑滤波完成检波作用的。原理电路如图4。 对检波器的基本性能要求有： 1.传输系数Kd大： 图4.检波器原理电路图如下： 图5.惰性失真波形图如下： 加入Cg后，交直流负载不再相等。直流负载RLD=RL ,交流负载RLΩ=RL‖Rg 。因U0 = KdUC(1＋mcosΩt）,故直流电流Idc= KdUc/RL ,交流电流振幅IΩm=mKdUc/RL‖Rg 。 若Rg选取不合适, [(RL‖Rg)m]，必有IΩm＞Idc 。平均电流会出现负值，因二极管具有单向导电性，负电流不会出现，造成截止，输出将随Cg的放电规律变化，Cg的取值很大(常取10uf左右)，放电很慢，从而形成平底