二極管峰值包絡(luò)檢波器的設(shè)計(jì)

1、*實(shí)踐教學(xué)*計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2012年秋季學(xué)期通信系統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告題 目： 二極管峰值包絡(luò)檢波器的設(shè)計(jì) 目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1、進(jìn)一步了解調(diào)幅波的原理，掌握調(diào)幅波的調(diào)制方法11.2、了解調(diào)幅波解調(diào)的原理，掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法11.3、了解二極管包絡(luò)檢波的主要指標(biāo)，檢波效率及波形失真11.4、掌握用集成電路實(shí)現(xiàn)同步檢波的方法1二、設(shè)計(jì)指標(biāo)1三、整體電路圖說(shuō)明1四、詳細(xì)單元電路設(shè)計(jì)24.1、峰值包絡(luò)檢波24.2、失真電路34.3、改進(jìn)電路54.4、實(shí)驗(yàn)電路5五、整體電路設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果65.1、混頻器仿真電路仿真圖65.2、包絡(luò)檢波仿真7六、設(shè)計(jì)總結(jié)7七、參考文獻(xiàn)8一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1 、進(jìn)一步

2、了解調(diào)幅波的原理，掌握調(diào)幅波的調(diào)制方法1.2 、了解調(diào)幅波解調(diào)的原理，掌握調(diào)幅波的解調(diào)方法1.3 、了解二極管包絡(luò)檢波的主要指標(biāo)，檢波效率及波形失真1.4 、掌握用集成電路實(shí)現(xiàn)同步檢波的方法二、設(shè)計(jì)指標(biāo)2.1、輸入AM信號(hào)2.2、輸出信號(hào)三、整體電路圖說(shuō)明在設(shè)計(jì)電路時(shí)要考慮選擇性和通頻帶的要求,保證輸出的高頻波紋小,減小頻率失真,避免惰性失真和負(fù)峰切割失真。 在選擇二極管時(shí)要選擇正向電阻小、反向電阻大、結(jié)電容小最高工作頻率高的二極管。一般多用點(diǎn)觸型鍺二極管2AP系列。其正向電阻小,正向電流上升快,在信號(hào)較小時(shí)就可以進(jìn)入大信號(hào)線形檢波區(qū)。電阻R的選擇,主要考慮輸入電阻及失真的問(wèn)題,同時(shí)考慮對(duì)Kd

3、的影響.容C不能太大,以防止惰性失真:C太小又會(huì)使高頻波紋大,應(yīng)使RCTc。圖1：整體電路圖整體電路由混頻器和包絡(luò)檢波器組成，上半部分是混頻器，下半部分是包絡(luò)檢波器。四、詳細(xì)單元電路設(shè)計(jì)4.1、峰值包絡(luò)檢波實(shí)驗(yàn)波形如圖：圖2：峰值包絡(luò)檢波波型圖RC電路有兩個(gè)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)制信號(hào)電壓；二是濾除檢波電流中的高頻分量。為此，RC網(wǎng)絡(luò)必須滿足且。式中，為載波角頻率，為調(diào)制角頻率。1. vs正半周的部分時(shí)間(90o)二極管截止，C經(jīng)R放電，放=RC。因?yàn)镽很大，所以放很大，C上電壓下降不多，仍有：vovs（1）過(guò)程循環(huán)往復(fù)，C上獲得與包絡(luò)(調(diào)制信號(hào))相一致的電壓波形

4、，有很小的起伏。故稱包絡(luò)檢波。檢波過(guò)程實(shí)質(zhì)上是信號(hào)源通過(guò)二級(jí)管向負(fù)載電容C充電和負(fù)載電容C對(duì)負(fù)載電阻R放電的過(guò)程，充電時(shí)間常數(shù)為RdC，Rd為二極管正向?qū)娮琛?放電時(shí)間常數(shù)為RC，通常RRd,因此對(duì)C而言充電快、放電慢。經(jīng)過(guò)若干個(gè)周期后，檢波器的輸出電壓V0在充放電過(guò)程中逐步建立起來(lái)，該電壓對(duì)二極管VD形成一個(gè)大的負(fù)電壓，從而使二極管在輸入電壓的峰值附近才導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)間很短，電流導(dǎo)通很小。當(dāng)C的充放電達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后，V0按高頻周期作鋸齒狀波動(dòng)，其平均值是穩(wěn)定的，且變化規(guī)律與輸入調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)變化規(guī)律相同，從而實(shí)現(xiàn)了AM信號(hào)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

5、，包絡(luò)檢波器波形:圖3:包絡(luò)檢波器波形圖2、vs為AM信號(hào)vs=Vs(1+mcost)cosot因?yàn)閂smin,則產(chǎn)生失真。則要求：4.3、改進(jìn)電路圖6：改進(jìn)電路圖R直=R1+R2R交=R1+(R2RL)/(R2+RL)=R1+R交R1足夠大時(shí)，R交的影響減小，不易負(fù)峰切割失真。但R1過(guò)大時(shí)，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。4.4、實(shí)驗(yàn)電路圖7：包絡(luò)檢波器模塊圖圖3：混頻器模塊圖圖8：峰值包絡(luò)檢波器原理圖五、整體電路設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果5.1、混頻器仿真電路仿真圖圖9:混頻器

6、仿真圖5.2、包絡(luò)檢波仿真圖10:包絡(luò)檢波器仿真圖六、設(shè)計(jì)總結(jié)實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一基石。作為一名理工科的學(xué)生，應(yīng)當(dāng)以鍛煉熟練的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)求真精神為重點(diǎn)，努力投入到實(shí)踐生產(chǎn)中去。而這次我們對(duì)包絡(luò)檢波的檢波原理有了更深的了解和認(rèn)識(shí)，恰恰給了我們搭建起理論知識(shí)與實(shí)踐活動(dòng)間橋梁的機(jī)會(huì)，實(shí)乃彌足珍貴！通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)，我們明白了如何才能實(shí)現(xiàn)不失真，并提出來(lái)了改進(jìn)方案來(lái)解決失真問(wèn)題。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們受益匪淺。調(diào)試帶來(lái)了不少麻煩，但通過(guò)我進(jìn)一步步仔細(xì)的檢查，最終還是解決了所有問(wèn)題。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)我認(rèn)為要做好一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就必須做到在設(shè)計(jì)程序之前對(duì)所用的結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的流程圖。調(diào)試的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能而應(yīng)該讓人一看就能看出你的動(dòng)手能力。在設(shè)計(jì)課程過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)并分析清楚以免下次再碰到同樣的問(wèn)題。雖然這次實(shí)驗(yàn)不是非常順利，但這為我以后進(jìn)行類似的工作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，可謂從中受益匪淺?；仡櫸覀兊膶?shí)習(xí)過(guò)程，短暫卻充實(shí)，自己也掌握了一些實(shí)踐中的技能，真切地體會(huì)到集體合作在實(shí)驗(yàn)中的重要性。要不是同學(xué)間相互交流幫助，可能會(huì)走很多的彎路甚至功虧一簣，真不愧是集思廣益。七、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