调幅信号的解调(检波)ppt8.ppt

教学重点 教学难点 大信号峰值包络检波器的工作原理 大信号峰值包络检波器的性能分析（工作原理及失真） 单元八　调幅信号的解调(检波) § 8-3大信号包络检波器 大信号包络检波器只适于普通调幅波的检波。目前应用最广的是二极管包络检波器 （集成电路中多采用三极管射极包络检波器）。其电路如下： Tr + _ u1(t) 图8.8二极管包络检波器 V _ iD Cc RL u0(t) AM + _ Ri2 + _ + + _ U0 CL uΩ(t) uD(t) 单元八　调幅信号的解调(检波) 该电路由二极管V和RL、CL组成的低通滤波器串接而成的，RL为检波负载电阻， CL为检波负载电容。变压器Tr将前级的普通调幅波送到检波器的输入端，虚线所示的 Cc为隔直电容，Ri2为后级输入电阻。该电路输入的是大信号，即输入高频电压uI(t)的振幅在500mV以上，这时二极管就工作在受uD(t)控制的开关状态。 单元八　调幅信号的解调(检波) 由图可以看出，二极管两端的电压 : 由于uI(t)是大信号，所以uo(t)也很大，其反作用不能忽略。当: 二极管导通； RL和CL并联，所以检波器的输出电压uo(t)就是电容CL两端的电压。 当 : 二极管截止。 单元八　调幅信号的解调(检波) 1、工作原理的分析 1 2 3 4 uI(t) 0 t Uim uO(AV) 0 t uO(t) uO(t) 8.9(a) 输入、输出信号波形 8.9(b)理想输出信号波形 Uim 单元八　调幅信号的解调(检波) 1)当输入为高频等幅波 由于rd很小，所以电容充电非常快，其uo(t)电压上升很快，如图8.9(a)红线所示，该曲线非常陡峭。 当曲线上升到“1”点时，两曲线相交这一点，就表明 分析如下：设 时 CL上没有电荷，即 : 二极管导通，有电流iD，CL被充电，充电时间常数为: 且在 这时 则 : 二极管处在临界状态。当过“1”点后，uI(t)有下降趋势，则 : 单元八　调幅信号的解调(检波) 二极管截止，CL放电，放电时间常数为 : 其值比较大，所以电容放电非常慢，其uo(t)电压下降很慢，如图8.9(a)红线第二段所示，该曲线比较平缓。 当曲线下降到“2”点时，两曲线相交这点，就表明 : 则 : 二极管处在临界状态。当过“2”点后，uI(t)有上升趋势，则 : 单元八　调幅信号的解调(检波) 二极管又导通，有电流iD，CL被充电。如此反复，由于充电快，放电慢，在很短时间内就达到充放电的动态平衡。此后，uo(t)便在平均值uo(AV)上下按频率fc作锯齿状的小波动。如果RLCLTc(Tc为高频等幅波uI(t)的周期)，则CL放掉的电荷量很少，因此uo(t)的锯齿波动很小，一般可以忽略，则uo(t)的波形就近似是uI(t)的包络，如图8.9(b)所示。 即检波效率约为1。 单元八　调幅信号的解调(检波) uI(t) 0 t Uim t 0 Uim 8.10 (b)理想输出信号波形 8.10(a) 输入、输出信号波形 uO(t) uO(t) 单元八　调幅信号的解调(检波) 2)当输入为单频普通调幅波 此时检波器的工作过程与高频等幅波输入时很相似，只是随着uI(t)幅度的增大或减小，uo(t)也作相应的变化。因此uo(t)将是与调幅包络相似的有小锯齿波动的电压，图8.10 (a)红线所示。忽略锯齿小波动后，其波形如图8.10 (b)所示。 uo(t)分解为一个直流分量Uo=Uim和一个按调幅波包络变化的低频分量uΩ(t)= maUimcosΩt 。经过隔直电容Cc的作用，在Ri2上就得到低频原调制信号uΩ(t) 。由于这种检波器输出电压uo(t)与输入高频调幅波uI(t)的包络基本相同，故又称为峰值包络检波。 设: 则 : 单元八　调幅信号的解调(检波) 1）电压传输系数Kd 当输入为高频等幅波时 : 条件是检波器输入为高频等幅波 当输入为单频普通调幅波时 : 2）输入电阻Ri 则检波器输入功率为 输出功率为 （直流功率） 输入功率一部分转换为输出功率，一部分消耗在二极管的正向电阻上，此消耗功率很小，可忽略。 单元八　调幅信号的解调(检波) 2、主要性能分析 则 : 而由于 可得: 故得 : 分类 非线性失真 截止失真 频率失真 惰性失真 负峰切割失真 单元八　调幅信号的解调(检波) 3、检波器的失真 原因：是由于二极管伏安特性的非线性引起的。 原因：是由于二极管存在导通电压Uon,当输入调幅波的振幅小于Uon时，二极管截止引起的。 克服措施：适当增大RL，可使非线性失真很小。 2）截止失真 克服措施：