通信電子線路講義6-2

1、第六章第六章 調(diào)幅信號的解調(diào)調(diào)幅信號的解調(diào)(2)(2)6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 二極管大信號包絡(luò)檢波器二極管大信號包絡(luò)檢波器6.3 6.3 二極管小信號檢波器二極管小信號檢波器6.4 6.4 同步檢波器同步檢波器6.5 6.5 數(shù)字調(diào)幅信號的解調(diào)數(shù)字調(diào)幅信號的解調(diào)教學(xué)要求教學(xué)要求o 掌握掌握典型調(diào)幅信號解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)、工作原典型調(diào)幅信號解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法和性能特點。理、分析方法和性能特點。o 了解了解數(shù)字調(diào)幅的典型解調(diào)方式及其實現(xiàn)電路。數(shù)字調(diào)幅的典型解調(diào)方式及其實現(xiàn)電路。解調(diào)：解調(diào)：是調(diào)制的逆過程，是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號的是調(diào)制的逆過程，是從高頻已調(diào)

2、波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號的過程。調(diào)幅信號的解調(diào)器又稱過程。調(diào)幅信號的解調(diào)器又稱振幅檢波器振幅檢波器。從頻譜上看：從頻譜上看：解調(diào)也是信號頻譜的線性搬移過程，將高頻端的信號頻解調(diào)也是信號頻譜的線性搬移過程，將高頻端的信號頻譜搬移到低頻端。譜搬移到低頻端。解調(diào)過程和調(diào)制過程相對應(yīng)，不同的調(diào)制方式解調(diào)過程和調(diào)制過程相對應(yīng)，不同的調(diào)制方式對應(yīng)于對應(yīng)于不同的解調(diào)。不同的解調(diào)。振幅調(diào)制振幅調(diào)制 解調(diào)解調(diào)AMAM調(diào)制調(diào)制 DSBDSB調(diào)制調(diào)制 SSBSSB調(diào)制調(diào)制包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 同步檢波同步檢波 峰值包絡(luò)檢波峰值包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波平均包絡(luò)檢波 乘積型同步檢波乘積型同步檢波 疊加型同步檢波疊加型同步檢波

3、6.1 6.1 概述概述調(diào)幅解調(diào)的分類調(diào)幅解調(diào)的分類調(diào)幅解調(diào)的方法調(diào)幅解調(diào)的方法 1. 1. 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 t調(diào)幅波調(diào)幅波調(diào)幅波頻譜調(diào)幅波頻譜c+c- c輸出信號頻譜輸出信號頻譜包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t非線形電路非線形電路低通濾波器低通濾波器t調(diào)幅波調(diào)幅波t調(diào)幅波調(diào)幅波t調(diào)幅波調(diào)幅波包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t由于由于DSBDSB和和SSBSSB信號的包絡(luò)不同于調(diào)制信號，不能用包絡(luò)檢波器，信號的包絡(luò)不同于調(diào)制信號，不能用包絡(luò)檢波器，只能只能用用同步檢波器同步檢波器，但需注意：但需注意：同步檢波過程中，為了正常解調(diào)，必須恢復(fù)載波信號，而同步

4、檢波過程中，為了正常解調(diào)，必須恢復(fù)載波信號，而所恢復(fù)的載波必須與原調(diào)制載波同步（即同頻同相）。所恢復(fù)的載波必須與原調(diào)制載波同步（即同頻同相）。乘法器乘法器低通濾波器低通濾波器u uDSBDSBu uo ou u 2. 2. 同步檢波同步檢波包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 加法器加法器u uDSBDSBu uo ou u u uAMAM解調(diào)解調(diào)載波載波 ( (1) 1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)K Kd d 檢波電路的主要技術(shù)指標(biāo)檢波電路的主要技術(shù)指標(biāo) 是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。 當(dāng)檢波電路的輸入當(dāng)檢波電路的輸入信號信號為高頻等幅波，即為高

5、頻等幅波，即u ui i( (t t)=)=U Uimimcoscos c ct t時，時，K Kd d定定義為輸出直流電壓義為輸出直流電壓U Uo o與輸入高頻電壓振幅與輸入高頻電壓振幅U Uimim的比值，即的比值，即 當(dāng)輸入高頻調(diào)幅波當(dāng)輸入高頻調(diào)幅波u ui i( (t t)=)=U Uimim(1+(1+m ma acoscostt)cos)cos c ct t時，時，K Kd d定義為輸出低定義為輸出低頻信號頻信號 分量的振幅分量的振幅U Umm與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化的振幅與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化的振幅m ma aU Uimim的的比值，即比值，即 ( (2) 2) 等效輸入電阻等

6、效輸入電阻R Rid id imodUUK imamdUmUK 因為檢波器是非線性電路，因為檢波器是非線性電路，R Rid id的定義與線性放大器是不相同的。的定義與線性放大器是不相同的。R Rid id定義為輸入高頻等幅電壓的振幅定義為輸入高頻等幅電壓的振幅U Uimim，與輸入端高頻脈沖電流基波，與輸入端高頻脈沖電流基波分量的振幅之比，即分量的振幅之比，即 1mimidIUR (3) (3) 非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù) K Kf f 非線性失真的大小，一般用非線性失真系數(shù)非線性失真的大小，一般用非線性失真系數(shù)K Kf f表示。當(dāng)輸入表示。當(dāng)輸入信號信號為單為單頻調(diào)制的調(diào)幅波時，頻調(diào)制的調(diào)

7、幅波時，K Kf f定義定義為：為： UUUKf2322U U 、U U22、U U33分別為輸出電壓中調(diào)制信號的基波和各次諧波分量的分別為輸出電壓中調(diào)制信號的基波和各次諧波分量的有效值。有效值。 (4) (4) 高頻濾波系數(shù)高頻濾波系數(shù)F F 檢波器輸出電壓中的高頻分量應(yīng)該盡可能的被濾除，以免產(chǎn)生高頻檢波器輸出電壓中的高頻分量應(yīng)該盡可能的被濾除，以免產(chǎn)生高頻寄生反饋，導(dǎo)致接收機工作不穩(wěn)定。寄生反饋，導(dǎo)致接收機工作不穩(wěn)定。 高頻濾波系數(shù)的定義高頻濾波系數(shù)的定義為，輸入高頻電壓的振幅為，輸入高頻電壓的振幅U Uimim與輸出高頻電壓的與輸出高頻電壓的振幅振幅U U omom的比值，即的比值，即m

8、oimUUF 在輸入高頻電壓一定的情況下，濾波系數(shù)在輸入高頻電壓一定的情況下，濾波系數(shù)F F越大，則檢波器輸出端的越大，則檢波器輸出端的高頻電壓越小，濾波效果越好。通常要求高頻電壓越小，濾波效果越好。通常要求F F(50(50100)100)。 6.2 6.2 二極管大信號包絡(luò)檢波器二極管大信號包絡(luò)檢波器 1. 1. 大信號包絡(luò)檢波的工作原理大信號包絡(luò)檢波的工作原理 ( (1) 1) 電路組成電路組成 Z ZL L+ +- -u ui iVDVDR RC C+ +- -u ui iR Ru ui i+ +- -C Cr rd d由由輸入回路輸入回路、二極管二極管VDVD和和RCRC低通濾波器低

9、通濾波器組成。組成。 RCRC低通濾波電路有兩個作用：低通濾波電路有兩個作用： 對對低頻調(diào)制信號低頻調(diào)制信號u u 來說，電容來說，電容C C的容抗的容抗 ，電容，電容C C相當(dāng)于開路，電阻相當(dāng)于開路，電阻R R就作為就作為檢波器的負載，其兩端產(chǎn)生輸出低頻解調(diào)電壓。檢波器的負載，其兩端產(chǎn)生輸出低頻解調(diào)電壓。 RC 1對對高頻載波信號高頻載波信號u uc c來說，電容來說，電容C C的容抗的容抗 ，電容，電容C C相當(dāng)于短相當(dāng)于短路，起到對高頻電流的旁路作用，即濾除高頻信號。路，起到對高頻電流的旁路作用，即濾除高頻信號。 RC c1理想情況下，理想情況下，RCRC低通濾波網(wǎng)絡(luò)所呈現(xiàn)的阻抗為低通濾

10、波網(wǎng)絡(luò)所呈現(xiàn)的阻抗為: : RZZZ)(0)()(cL( (2) 2) 工作原理分析工作原理分析 + uD - -+ +- -u uo oi id du uD D= = u ui i- - u uo oR Ri i充充+ +- -u uo oi i放放+ +- -u ui i+ +- -u ui iVDVDR RC Cu ui i+ +- -C Cr rd d當(dāng)輸入信號當(dāng)輸入信號u ui i( (t t) )為調(diào)幅波時，那么載波正半周為調(diào)幅波時，那么載波正半周時二極管正向?qū)?，輸入高頻電壓通過二極時二極管正向?qū)ǎ斎敫哳l電壓通過二極管對電容管對電容C C充電，充電時間常數(shù)為充電，充電時間常數(shù)

11、為r rd dC C。因為因為r rd dC C較小，充電很快，電容上電壓建立的很快，較小，充電很快，電容上電壓建立的很快，輸出電壓輸出電壓u uo o( (t t) ) 很快增長很快增長 。 作用在二極管作用在二極管VDVD兩端上的電壓為兩端上的電壓為u ui i( (t t) )與與u uo o( (t t) )之差，即之差，即u uD D= = u ui i- - u uo o。所以二極管的導(dǎo)通與否。所以二極管的導(dǎo)通與否取決于取決于u uD D 當(dāng)當(dāng)u uD D= = u ui i- - u uo o00，二極管導(dǎo)通；二極管導(dǎo)通；當(dāng)當(dāng)u uD D= = u ui i- - u uo o0

12、50)50)3533115231 tg3333RrRgdd 代入上式可得：代入上式可得：ttmUucaimi cos)cos1( )cos1()(tmUKtuaimdo cosKRd（2 2）檢波的等效輸入電阻）檢波的等效輸入電阻idR峰值檢波器常作超外差接收機峰值檢波器常作超外差接收機中放末級的負載中放末級的負載，故其輸入阻抗對前級故其輸入阻抗對前級的有載的有載Q Q值及回路阻抗有直接影響值及回路阻抗有直接影響，這也是峰值檢波器的主要缺點。這也是峰值檢波器的主要缺點。討論：討論： 當(dāng)當(dāng)VDVD和和R R確定后，確定后， 即即為恒定值，與輸入信號大小無關(guān)，為恒定值，與輸入信號大小無關(guān)，亦即檢波

13、效率恒定，與輸入信號的值無關(guān)。表明輸入已調(diào)波的包絡(luò)亦即檢波效率恒定，與輸入信號的值無關(guān)。表明輸入已調(diào)波的包絡(luò)與輸出信號之間為線性關(guān)系，故稱為線性檢波與輸出信號之間為線性關(guān)系，故稱為線性檢波 則輸出信號為：則輸出信號為： 當(dāng)當(dāng)1 dK1 dK但但理想值理想值50Rgd9 . 0 dK一般當(dāng)一般當(dāng)，一般計算方法為：一般計算方法為：當(dāng)輸入信號為：當(dāng)輸入信號為：3333RrRgDd 檢波器的輸入電阻檢波器的輸入電阻R Rid id是為研究檢波器對是為研究檢波器對其輸入諧振回路影響的大小而定義的，其輸入諧振回路影響的大小而定義的，因而，因而，R Rid id是對載波頻率信號呈現(xiàn)的參量是對載波頻率信號呈現(xiàn)

14、的參量。若設(shè)輸入信號為等幅載波信號若設(shè)輸入信號為等幅載波信號: :tUucimi cos + +- -u uo o中放末級中放末級R Rs sVDVDR RC Cs sC CL Ls si is sR Rid id+ +- -u ui iK Kd dU Uimimu ui i(t)(t)t t忽略二極管導(dǎo)通電阻忽略二極管導(dǎo)通電阻r rd d上的損耗功率，由上的損耗功率，由能量守恒原則，檢波器輸入端的高頻功率能量守恒原則，檢波器輸入端的高頻功率 id2im2RURUK2im2d全部轉(zhuǎn)換為輸出端負載電阻全部轉(zhuǎn)換為輸出端負載電阻R R上消耗的功率上消耗的功率 即有即有 RUKRU2im2did2im

15、2 又因又因K Kd d=cos=cos 1 1 RR21id 所以所以 (1) (1) 惰性失真惰性失真二極管峰值型檢波器中存在著兩種特有失真：二極管峰值型檢波器中存在著兩種特有失真： 惰性失真惰性失真底部切割失真底部切割失真為了提高檢波效率和濾波效果，（為了提高檢波效率和濾波效果，（C C越大，高頻波紋越小），總希望越大，高頻波紋越?。傁Ｍx取較大的選取較大的R R、C C值，但值，但如果如果R R、C C 取值過大，使取值過大，使R R、C C的放電時間常數(shù)的放電時間常數(shù) = = RC RC 所對應(yīng)的放電速度小于輸入信號所對應(yīng)的放電速度小于輸入信號(AM)(AM)包絡(luò)下降速度時，會造

16、成包絡(luò)下降速度時，會造成輸出波形不隨輸入信號包絡(luò)而變化，從而產(chǎn)生失真，輸出波形不隨輸入信號包絡(luò)而變化，從而產(chǎn)生失真，這種失真是由于這種失真是由于電容放電惰性引起的，故稱為惰性失真。電容放電惰性引起的，故稱為惰性失真。(2) (2) 產(chǎn)生惰性失真的原因：產(chǎn)生惰性失真的原因：輸入輸入AMAM信號包絡(luò)的變化率信號包絡(luò)的變化率 RCRC放電的速率放電的速率(3) (3) 避免產(chǎn)生惰性失真的條件：避免產(chǎn)生惰性失真的條件：在任何時刻，電容在任何時刻，電容C C上電壓的變化率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號的變化率，上電壓的變化率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號的變化率，即：即：dttdUdttduAMo)()(t tu ui i

17、( (t t) )與與u uo o( (t t) )u uo o( (t t) )u ui i( (t t) )3. 3. 檢波器的失真檢波器的失真 另外，另外，在二極管截止瞬間，電容兩端所保持的電壓近似等于輸入信號在二極管截止瞬間，電容兩端所保持的電壓近似等于輸入信號的峰值。的峰值。即即ttmUuaimi0cos)cos1( )cos1()(tmUtUaimAM 1sin)(1tUmdttdUimattAM)cos1(tmUuaimC RCttaimCetmUtu1)cos1()(1 )cos1(1)(11tmURCdttduaimttC11sin)cos1 (1tmUtmURCaimaim

18、若設(shè)輸入信號若設(shè)輸入信號AMAM信號：信號： 包絡(luò)信號為：包絡(luò)信號為：在在t t1 1時刻包絡(luò)時刻包絡(luò)的的變化率變化率: :那么電容那么電容C C通過通過R R放電的電壓關(guān)系為：放電的電壓關(guān)系為： 時刻不產(chǎn)生惰性失真的條件為：時刻不產(chǎn)生惰性失真的條件為：1t所以要求在所以要求在(4)(4)分析：分析：則有：則有：1cos1sin11 tmtmRCAaa1t)(tUAMCu實際上不同的實際上不同的 ，和和下降速度不同。下降速度不同。為為在任何時刻都避免產(chǎn)生惰性失真，在任何時刻都避免產(chǎn)生惰性失真，必須保證必須保證A A值取最大時仍有值取最大時仍有1max A故令故令: :0 dtdA 0cos1s

19、incos)cos1(22222 tmtRCmttmmRCdtdAaaaa即：即：;cosamt 221cos1sinamtt 可解得：可解得：aammRC 21有有實際應(yīng)用中，實際應(yīng)用中，由于調(diào)制信號總占有一定的頻帶由于調(diào)制信號總占有一定的頻帶( ( minmin maxmax) )，并且各頻，并且各頻率分量所對應(yīng)的調(diào)制系數(shù)率分量所對應(yīng)的調(diào)制系數(shù)m ma a也不相同，設(shè)計檢波器時，應(yīng)該用最大調(diào)也不相同，設(shè)計檢波器時，應(yīng)該用最大調(diào)制度制度m mmaxmax和最高調(diào)制頻率和最高調(diào)制頻率 maxmax來檢驗有無惰性失真，其檢驗公式為來檢驗有無惰性失真，其檢驗公式為可見，可見，m ma a， 越大，

20、信號包絡(luò)變化越快，要求越大，信號包絡(luò)變化越快，要求RCRC的值就應(yīng)該越小。的值就應(yīng)該越小。max amax2max a1mmRC)cos1(tmUaim U Uimim(1-m(1-ma a) )(5) (5) 底部切割失真底部切割失真1) 1) 原因：一般為了取出低頻調(diào)制信號，檢波器與后級低頻放大器的原因：一般為了取出低頻調(diào)制信號，檢波器與后級低頻放大器的連接如圖所示，為能有效地傳輸檢波后的低頻調(diào)制信號，要求：連接如圖所示，為能有效地傳輸檢波后的低頻調(diào)制信號，要求： U Ui mi mRRRUULDCR U UR R二極管截止，檢波輸出信號不跟隨輸入調(diào)幅波包絡(luò)的變化而產(chǎn)生失真。二極管截止，檢

21、波輸出信號不跟隨輸入調(diào)幅波包絡(luò)的變化而產(chǎn)生失真。當(dāng)當(dāng) U UR R U Uimim(1-m(1-ma a) )ttmUucaimi cos)cos1( U UR R或或mindL1CR mindL1 CR 通常通常C Cd d取值較大取值較大( (一般為一般為5 510F)10F)，在，在C Cd d兩端的直流電壓兩端的直流電壓U UDCDC，大小近似等于，大小近似等于載波電壓振幅載波電壓振幅U UDCDC= =K Kd dU Uimim U UDCDC經(jīng)經(jīng)R R和和R RL L分壓后在分壓后在R R上產(chǎn)生上產(chǎn)生的直流電壓為：的直流電壓為： 由于由于U UR R對對檢波檢波二極管二極管VDVD

22、來說相來說相當(dāng)于一個反向偏置電壓，會影響當(dāng)于一個反向偏置電壓，會影響二極管的工作狀態(tài)。二極管的工作狀態(tài)。 在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負半周峰值處可能會低于在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負半周峰值處可能會低于U UR R , ,顯然，顯然，R RL L越小，越小，U UR R分壓值越大，底部切分壓值越大，底部切割割失真越容易產(chǎn)生；另外，失真越容易產(chǎn)生；另外，m ma a值值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅m ma aU Uimim越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負峰值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負峰值U Uimim( (1- 1-m ma a) )越小，越小，底部切底部切割割失真也越易產(chǎn)生。失真也越易產(chǎn)生。 后級放大器后級放大

23、器u ui i+ +- -C CR RL LR RVDVDC Cd d+ +U UDC DC - -+ +- -U UR R+ +u u ( (t t) )- -要防止這種失真，要求調(diào)幅波包絡(luò)的負要防止這種失真，要求調(diào)幅波包絡(luò)的負峰值峰值U Uimim( (1- 1-m ma a) )須大于直流電壓須大于直流電壓U UR R。即：即：RRRUmUimLaim)1( 避免底部切割失真的條件為：避免底部切割失真的條件為： RRRRRRRRm /LLLa式中：式中：R R = =R RL L/R R為輸出端的交流為輸出端的交流負載電阻，而負載電阻，而R R為直流負載電阻。為直流負載電阻。 一般：一般

24、： 1)/( idsscLRRCQ (1) (1) 回路有載回路有載Q Q L L要大：這應(yīng)該從選擇性及通頻帶的要求來考慮。要大：這應(yīng)該從選擇性及通頻帶的要求來考慮。cTRC 為高頻載波周期為高頻載波周期cT(2)(2) 為發(fā)保證輸出的高頻紋波小要求：為發(fā)保證輸出的高頻紋波小要求：cRC 1 即即 4. 檢波器設(shè)計及元件參數(shù)的選擇檢波器設(shè)計及元件參數(shù)的選擇 (3)(3) 為了減少輸出信號的頻率失真（輸出信號為一個低頻限帶信號）為了減少輸出信號的頻率失真（輸出信號為一個低頻限帶信號）要求：要求：應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)不不起起旁旁路路作作用用對對上上限限頻頻率率應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)不不起起旁旁路路作作用用對對上上限限頻頻率

25、率inminmaxmax 1 1mddLCCRCRC min maxmaxmax2maxmm1RC (4)(4) 為了避免惰性失真：要求：為了避免惰性失真：要求：LLaRRRmRRRL/(5)(5) 為了避免底部切割失真：為了避免底部切割失真：或或+ +- -u u 中放末級中放末級R Rid idR RL LC CVDVDR RC Cs sL Ls sR Rs si is sC Cd d1. 1. 小信號檢波概念小信號檢波概念輸入高頻信號的振幅小于輸入高頻信號的振幅小于0.2V0.2V，利用二極管伏安特性的，利用二極管伏安特性的彎曲部分彎曲部分進行頻率變換，然后通過低通濾波器實現(xiàn)檢波。進行頻

26、率變換，然后通過低通濾波器實現(xiàn)檢波。 2. 2. 小信號檢波器的工作原理小信號檢波器的工作原理因為是小信號輸入，檢波器需外因為是小信號輸入，檢波器需外加偏壓加偏壓V VQ Q使其靜態(tài)工作點位于二使其靜態(tài)工作點位于二極管伏安特性的極管伏安特性的彎曲部分彎曲部分。 6.3 6.3 二極管小信號檢波器二極管小信號檢波器小信號檢波的原理電路小信號檢波的原理電路二極管的伏安特性在工作點二極管的伏安特性在工作點 Q Q 附近，可表示為：附近，可表示為：.332210QdQdQddvubvubvubbi2212imb U由于輸出電壓很小，由于輸出電壓很小，忽略忽略輸出電壓的反作用，可得輸出電壓的反作用，可得

27、 u ud d= =u ui i+ +V VQ Q ，則忽略高次項可得：則忽略高次項可得：22012coscosimiimibbUtbUt22012211coscos222imiimimibbUtbUbUt.332210iiidubububbi20212imbb U2212imub RU經(jīng)低通濾波器取出經(jīng)低通濾波器取出 。其中。其中 為直流電流增量，為直流電流增量，它代表二極管的檢波作用的結(jié)果。輸出電壓增量為：它代表二極管的檢波作用的結(jié)果。輸出電壓增量為：2210iidububbi在輸入信號為高頻等幅波在輸入信號為高頻等幅波 u ui i=U=Uimimcoscos i it t 時時， 輸入

28、信號為普通調(diào)幅波輸入信號為普通調(diào)幅波 時，時，因為因為 i i ，可以認為在，可以認為在 i i 一周內(nèi)：一周內(nèi)：(1cos)cosiimaiuUmtt(1cos)imaimUmtU 2222211(1cos)22imimab RUb RUmt2222222222111coscos2244imaimaimaimb RUb Rm Ub RmUtb Rm Ut 222221coscos24aimaimb Rm Utb Rm Ut 可見輸出電壓除可見輸出電壓除 分量外。還有分量外。還有2 2 的頻率成分，也就是產(chǎn)生了的頻率成分，也就是產(chǎn)生了非線性失真非線性失真。此電壓增量經(jīng)此電壓增量經(jīng)C Cc c隔

29、直耦合在隔直耦合在R RL L上得電壓為：上得電壓為：這樣檢波后的輸出電壓增量為：這樣檢波后的輸出電壓增量為：是不變的是不變的3. 3. 小信號檢波器的特點小信號檢波器的特點 (1) (1) 是利用二極管伏安特性非線性段的二次方特性實現(xiàn)頻率變換，是利用二極管伏安特性非線性段的二次方特性實現(xiàn)頻率變換，故又稱為故又稱為平方律檢波平方律檢波。(2)(2) 輸入為等幅波時的電壓傳輸系數(shù)輸入為等幅波時的電壓傳輸系數(shù) k kd d = = b b2 2R RU Uimim/2/2 ， 輸入為普通調(diào)幅波時的電壓傳輸系數(shù)輸入為普通調(diào)幅波時的電壓傳輸系數(shù) k kd d = = b b2 2R RU Uimim

30、。 它們都與輸入信號振幅它們都與輸入信號振幅U Uimim成成正比正比， U Uimim越小，則越小，則 k kd d 越小，故越小，故小小信號檢波的電壓傳輸系數(shù)小。信號檢波的電壓傳輸系數(shù)小。(3) (3) 由于二極管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，其等效輸入電阻由于二極管始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，其等效輸入電阻 R Rid id可可近似等于近似等于二極管的導(dǎo)通電阻二極管的導(dǎo)通電阻r rd d 。(4) (4) 當(dāng)輸入為普通調(diào)幅波時，有當(dāng)輸入為普通調(diào)幅波時，有2 2 分量輸出產(chǎn)生非線性失真大。分量輸出產(chǎn)生非線性失真大。 4. 4. 小信號檢波器的主要技術(shù)指標(biāo)小信號檢波器的主要技術(shù)指標(biāo)輸入為等幅波時輸入為等幅波時，小

31、信號檢波器的電壓傳輸系數(shù)為：，小信號檢波器的電壓傳輸系數(shù)為： (1) (1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)RUbURUbKimimimd2222121輸入為調(diào)幅波時輸入為調(diào)幅波時，小信號檢波器的電壓傳輸系數(shù)為，小信號檢波器的電壓傳輸系數(shù)為: : RUbUmRUmbKimimaimad222(2) (2) 檢波器的等效輸入電阻檢波器的等效輸入電阻 可近似地認為等于二極管的導(dǎo)通電阻可近似地認為等于二極管的導(dǎo)通電阻r rd d (3) (3) 非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù) aimaimammmfmUmbUmbUUUK4141222222322疊加型疊加型乘積型乘積型同步檢波器可分為：同步檢波器可分為：6

32、.4 6.4 同步檢波器同步檢波器(Synchronous Detection)(Synchronous Detection)注意：兩種檢波器注意：兩種檢波器都需要接收端恢復(fù)載波都需要接收端恢復(fù)載波1. 1. 乘積型乘積型乘法器乘法器低通濾低通濾 波器波器u uDSBDSBu uc c 本地載波本地載波u u (t)(t)設(shè)輸入已調(diào)波：設(shè)輸入已調(diào)波：ttUucDSB coscos )cos(1 tUucc 而恢復(fù)的本地載波為：而恢復(fù)的本地載波為： So So 相乘器輸出為相乘器輸出為： tttUUtttUUuuccccccDSB111coscoscos21)cos(coscos，則經(jīng)低通濾波器

33、后的輸出信號為：，則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號為： cc 1令令)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUuccc oo22 本地載波本地載波DSBDSB信號信號討論：討論： (1)(1)當(dāng)恢復(fù)的本地載波與發(fā)射端的調(diào)制載波同步（同頻，同相）當(dāng)恢復(fù)的本地載波與發(fā)射端的調(diào)制載波同步（同頻，同相）則有：則有： c c=0=0， =0=0。tUu cos能夠能夠無失真無失真將調(diào)制信號恢復(fù)出來。將調(diào)制信號恢復(fù)出來。 00 c(2) (2) 若本地載波與調(diào)制載波有頻差若本地載波與調(diào)制載波有頻差，即：，即：ttUuc coscos 即引起即引起頻率和相位失真頻率和相位失真。 tUucoscos 則則

34、引入一個振幅衰減因子引入一個振幅衰減因子coscos ，若，若 隨時間變化，會引起隨時間變化，會引起頻率和相位失真頻率和相位失真。乘法器乘法器低通濾低通濾 波器波器u uDSBDSBu uc c 本地載波本地載波u u (t)(t)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUuccc(3) (3) 若本地載波與調(diào)制載波有相位差，即：若本地載波與調(diào)制載波有相位差，即：0 c 0 乘積型同步檢波器的實用電路乘積型同步檢波器的實用電路 低通低通濾波器濾波器諧振限幅放大器諧振限幅放大器乘法器乘法器C CD DI IoyoyR Rw w-15V-15V-15V-15V15k15k R R +15V

35、+15VR R1313- -E EE EVTVT3 35.1k5.1kR Rwxwx121k121k100k100k121k121kR R1 11 1R Rc c141412129 94 4R Rc c8 813133 3R R3 32 27 7+15V+15V5 56 610101111I IoxoxR RwZwZE EC C=15V=15V- -+ +11k11k1M1M25k25k-15V-15V10k10k10k10kR Rwywy2k2k2k2kR Rx xR Ry y BG314 BG314（MC1595MC1595）A AVTVT1 1VTVT2 2L LC C510510510

36、510f fo oC C 諧振限諧振限幅放大器幅放大器乘法器乘法器低通低通濾波器濾波器C CD D4 49 9u uAMAMu u u uc cu u u u u ux xu uy yu uAMAMu u u uAMAM注意：注意：(1) (1) 同步同步解調(diào)的關(guān)鍵是乘積項解調(diào)的關(guān)鍵是乘積項，即以前介紹的具有乘積項的，即以前介紹的具有乘積項的線性頻譜搬移電路，只要后接低通濾波器都可實現(xiàn)乘積型同步線性頻譜搬移電路，只要后接低通濾波器都可實現(xiàn)乘積型同步檢波。檢波。(2) (2) 同步檢波同步檢波無失真的關(guān)鍵是同步無失真的關(guān)鍵是同步。(3)(3) 普通調(diào)幅波也可以采用乘積型同步檢波器實現(xiàn)檢波。普通調(diào)幅波也可以采用乘積型同步檢波器實現(xiàn)檢波。 相加相加器器包絡(luò)濾包絡(luò)濾波器波器u uDSBDSBu uc c 本地載波本地載波u u u uAMAM2. 2. 疊加型同步檢波器疊加型同步檢波器( (2) 2) 疊加型同步檢波器工作原理疊加型同步檢波器工作