峰值包絡(luò)檢波器檢波原理及失真分析

1、峰值包絡(luò)檢波器檢波原理及失真分析【摘要】 峰值包絡(luò)檢波器是由二極管， 電阻，電容組成， 電路結(jié)構(gòu)十分簡單。 檢波原理是信號源通過二級管向負(fù)載電容 C充電和負(fù)載電容C對負(fù)載電阻R放電 的過程，當(dāng)C的充放電達(dá)到動態(tài)平衡后，V0按高頻周期作鋸齒狀波動，其平均值 是穩(wěn)定的，且變化規(guī)律與輸入調(diào)幅信號的包絡(luò)變化規(guī)律相同，從而實現(xiàn)了AM信號的解調(diào)。 峰值包絡(luò)檢波會帶來失真， 包括惰性失真和負(fù)峰切割失真。 現(xiàn)在應(yīng)用 不多，但對調(diào)幅解調(diào)的了解有很大的幫助?！娟P(guān)鍵詞】包絡(luò)檢波 鋸齒狀 原理 失真 惰性 負(fù)峰切割隨著科技的發(fā)展，無線電通信在如今應(yīng)用非常廣泛，正如現(xiàn)在廣泛使用的對 講機一樣，即時溝通、經(jīng)濟(jì)實用、運營成

2、本低、使用方便，同時還具有組呼通播、系統(tǒng)呼叫、機密呼叫等功能。在處理緊急突發(fā)事件中 ，在進(jìn)行調(diào)度指揮中其 作用是其他通信工具所不能比擬的。 因此，為了更好的理解在高頻電子線路中所 學(xué)的知識和為以后的工作實踐打好基礎(chǔ)， 我們?nèi)私枵n程設(shè)計之際設(shè)計了一款 峰 值包絡(luò)檢波器。一、實驗電路實驗電路圖：圖1峰值包絡(luò)檢波器原理圖二、工作原理(1)實驗波形如圖:圖2峰值包絡(luò)檢波波型圖RC電路有兩個作用：一是作為檢波器的負(fù)載；在兩端產(chǎn)生解調(diào)輸出的原調(diào)1制信號電壓；二是濾除檢波電流中的高頻分量。為此，RC網(wǎng)絡(luò)必須滿足 R cC1且R。式中，c為載波角頻率，Q為調(diào)制角頻率。C1. vs正半周的部分時間（V9O0）

3、二極管導(dǎo)通，對C充電，t充=RdC。因為Rd很小，所以t充很小，vovs2. vs的其余時間（90）二極管截止，C經(jīng)R放電，t放=RC。因為R很大，所以t放很大，C上電壓下 降不多，仍有：Vo vs1 ,2過程循環(huán)往復(fù)，C上獲得與包絡(luò)（調(diào)制信號）相一致的電壓波形，有很小的起 伏。故稱包絡(luò)檢波。檢波過程實質(zhì)上是信號源通過二級管向負(fù)載電容 C充電和負(fù)載電容C對負(fù)載 電阻R放電的過程，充電時間常數(shù)為 RC, R為二極管正向?qū)娮琛?放電時間 常數(shù)為RC通常RR因此對C而言充電快、放電慢。經(jīng)過若干個周期后，檢波 器的輸出電壓Vo在充放電過程中逐步建立起來，該電壓對二極管 VD形成一個大 的負(fù)電壓，從

4、而使二極管在輸入電壓的峰值附近才導(dǎo)通， 導(dǎo)通時間很短，電流導(dǎo) 通角很小。當(dāng)C的充放電達(dá)到動態(tài)平衡后，Vo按高頻周期作鋸齒狀波動，其平均 值是穩(wěn)定的，且變化規(guī)律與輸入調(diào)幅信號的包絡(luò)變化規(guī)律相同，從而實現(xiàn)了AM信號的解調(diào)。（2）指標(biāo)分析因vs幅度較大，用折線法分析。1. Vs為等幅波包絡(luò)檢波器波形：（a）圖3包絡(luò)檢波器波形2. vs為AM信號vs=V1+mcosQ t）cos3 ot因為Q VVoo，所以包絡(luò)變化緩慢，在 Wo的幾個周期內(nèi):VsVs（1+mcosQ t）=常數(shù)（恒定值）代入：=Vscos +mcos cosQ t式中：VsCOS為與VO幅度成正比的AGC電壓v Q=mcos cos

5、Q t=V qcosQ t （原調(diào)制信號）三、非線性失真的分析通過實驗發(fā)現(xiàn)，峰值包絡(luò)檢波包括（a）惰性失真；（b）負(fù)峰切割失真。 失真分析：（a）惰性失真惰性失真是由于T放跟不上Vs的變化引起的失真失真電路圖:圖4失真電路圖失真波形如圖:不產(chǎn)生惰性件：點的下降速電速率圖5失真波(b)負(fù)峰切割失真負(fù)峰切割失真是由交流負(fù)載變化引起的失真 失真電路圖：圖6負(fù)峰切割失真電路圖負(fù)峰切割失真示意圖：1Vc/tnVsXTt圖7負(fù)峰切割失真示意圖因為Cc很大，在一個周期內(nèi)，Vc（不變）M（Kdl時） 所以Vr=Ab=UR/（R+Rl）由圖：臨界不失真條件：Vsmin=V-mVs Vs-mV s=V s(1-m

6、)m較大時，若VRVsmin,則產(chǎn)生失真。則要求：卄%=叭 =陷R + /?/? + f? - R R四、檢波器的改進(jìn)電路改進(jìn)電路圖:VI)0圖8改進(jìn)電路圖R 直=R1+R2R 交=R1+(R2Rl)/(R2+Rl)=R1+R 交 即：Ri足夠大時，R交的影響減小，不易負(fù)峰切割失真。但 Ri過大時，V 的幅度下降，一般取 R1/R2=0.10.2（1）檢波電路后接射隨（Ri大）,即檢波電路的Rl大（ 2）晶體管和集成電路包絡(luò)檢波，為直接耦合方式，不存在Cc五、實驗總結(jié)通過實驗，我們對包絡(luò)檢波的檢波原理有了更深的了解和認(rèn)識，加深了印象， 進(jìn)一步了解了調(diào)幅波是如何通過包絡(luò)檢波來實現(xiàn)解調(diào)的， 通過對包絡(luò)檢波失真的 分析，我們明白了如何才能實現(xiàn)不失真，并提出來了改進(jìn)方案來解決失真問題。 通過本次實驗，我們受益匪淺。六參考文獻(xiàn)1. 高頻電子線路 （第五版） 張肅文 主編 高等教育出版社2. 通信原理 （ 第六版） 樊昌信 曹麗娜 主編 國防工業(yè)出版社3