調(diào)幅波的解調(diào)實(shí)驗(yàn)PPT課件

1、一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 1熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2 2掌握用包絡(luò)檢波器實(shí)現(xiàn)掌握用包絡(luò)檢波器實(shí)現(xiàn)AM AM 波解調(diào)的方法。了解濾波電容波解調(diào)的方法。了解濾波電容數(shù)值對數(shù)值對AM AM 波解調(diào)的影響。波解調(diào)的影響。3 3理解包絡(luò)檢波器只能解調(diào)理解包絡(luò)檢波器只能解調(diào)m m100100的的AM AM 波，而不能解調(diào)波，而不能解調(diào)m m100100的的AM AM 波以及波以及DSBDSB波的概念。波的概念。4 4掌握用掌握用MC1496 MC1496 模擬乘法器組成的同步檢波器來實(shí)現(xiàn)模擬乘法器組成的同步檢波器來實(shí)現(xiàn)AMAM波波和和DSBDSB波解

2、調(diào)的方法。了解輸出端的低通濾波器對波解調(diào)的方法。了解輸出端的低通濾波器對AM AM 波解調(diào)、波解調(diào)、DSBDSB波解調(diào)的影響。波解調(diào)的影響。5 5理解同步檢波器能解調(diào)各種理解同步檢波器能解調(diào)各種AM AM 波以及波以及DSBDSB波的概念。波的概念。第1頁/共18頁二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 1用示波器觀察包絡(luò)檢波器解調(diào)用示波器觀察包絡(luò)檢波器解調(diào)AM AM 波、波、DSB DSB 波時(shí)波時(shí)的性能。的性能。2 2用示波器觀察同步檢波器解調(diào)用示波器觀察同步檢波器解調(diào)AMAM波、波、DSBDSB波時(shí)的波時(shí)的性能。性能。3 3用示波器觀察包絡(luò)檢波器的濾波電容過大對用示波器觀察包絡(luò)檢波器的濾波電容過大對

3、AM AM 波解調(diào)的影響。波解調(diào)的影響。4 4用示波器觀察同步檢波器輸出端的低通濾波器對用示波器觀察同步檢波器輸出端的低通濾波器對AMAM波解調(diào)、波解調(diào)、DSBDSB波解調(diào)的影響。波解調(diào)的影響。第2頁/共18頁解調(diào)是調(diào)制的逆過程，是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出解調(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(hào)的過程。從頻譜上看，解調(diào)也是一原低頻調(diào)制信號(hào)的過程。從頻譜上看，解調(diào)也是一種信號(hào)頻譜的線性搬移過程，是將高頻端的信號(hào)頻種信號(hào)頻譜的線性搬移過程，是將高頻端的信號(hào)頻譜搬移到低頻端，譜搬移到低頻端，解調(diào)過程是和調(diào)制過程相對應(yīng)的，解調(diào)過程是和調(diào)制過程相對應(yīng)的，不同的調(diào)制方式對應(yīng)于不同的解調(diào)方式。不

4、同的調(diào)制方式對應(yīng)于不同的解調(diào)方式。振幅振幅調(diào)制調(diào)制過程過程 解解調(diào)調(diào)過過程程 AMAM調(diào)制調(diào)制( (全載波全載波) ) 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 三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)第3頁/共18頁1.1.調(diào)幅波解調(diào)的方法調(diào)幅波解調(diào)的方法-包絡(luò)檢波法包絡(luò)檢波法 非線性電路非線性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t調(diào)幅波調(diào)幅波調(diào)幅波頻譜調(diào)幅波頻譜c+c- - c檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出檢波輸出

5、檢波輸出檢波輸出包絡(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包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t輸出信號(hào)頻譜輸出信號(hào)頻譜 二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡單、最常用的一種電路。它適二極管包絡(luò)檢波器是包絡(luò)檢波器中最簡單、最常用的一種電路。它適合于解調(diào)信號(hào)電平較大（俗稱大信號(hào)，通常要求峰合于解調(diào)信號(hào)電平較大（俗稱大信號(hào)，通常要求峰- -峰值為峰值為1.5V 1.5V 以上）的以上）的AMAM波。它具有電路簡單，檢波線性好，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。波。它具有電路簡單，檢波線性好，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)第4頁/共18頁三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)1.1.

6、調(diào)幅波解調(diào)的方法調(diào)幅波解調(diào)的方法同步檢波法同步檢波法 同步檢波，又稱相干檢波。它利用與已調(diào)幅波的載波同步檢波，又稱相干檢波。它利用與已調(diào)幅波的載波同步（同頻、同相）的一個(gè)恢復(fù)載波（又稱基準(zhǔn)信號(hào)）與同步（同頻、同相）的一個(gè)恢復(fù)載波（又稱基準(zhǔn)信號(hào)）與已調(diào)幅波相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，從而解調(diào)已調(diào)幅波相乘，再用低通濾波器濾除高頻分量，從而解調(diào)得調(diào)制信號(hào)。得調(diào)制信號(hào)。乘積型同步檢波的電路模型乘積型同步檢波的電路模型: 乘法器乘法器低通濾波器低通濾波器uDSBuou解調(diào)解調(diào)載波載波疊加型同步檢波的電路模型疊加型同步檢波的電路模型: 包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 加法器加法器uDSBuou高頻已調(diào)波高頻已

7、調(diào)波解調(diào)波輸出解調(diào)波輸出高頻已調(diào)波高頻已調(diào)波解調(diào)解調(diào)載波載波解調(diào)波輸出解調(diào)波輸出第5頁/共18頁2.2.二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器的電路組成與工作原理二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器的電路組成與工作原理 2.1 2.1 電路組成電路組成 二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器二極管大信號(hào)包絡(luò)檢波器的電路組成如圖所示的電路組成如圖所示:VDRC它是由它是由: 1.1.輸入回路（變壓器耦合）輸入回路（變壓器耦合）2.2.檢波二極管檢波二極管VDVD3.RC3.RC低通濾波器組成低通濾波器組成 二極管的作用是單向?qū)щ?，并利用其伏安二極管的作用是單向?qū)щ?，并利用其伏安特性?shí)現(xiàn)頻率的變換。特性實(shí)現(xiàn)頻率的變換。RC RC 低通濾波電路

8、有兩個(gè)作用：低通濾波電路有兩個(gè)作用： 對低頻調(diào)制信號(hào)對低頻調(diào)制信號(hào)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)相當(dāng)于開路，電阻于開路，電阻R R 就作為檢波器的負(fù)載，其兩端產(chǎn)生輸出低頻解調(diào)電壓就作為檢波器的負(fù)載，其兩端產(chǎn)生輸出低頻解調(diào)電壓 RC 1 對高頻載波信號(hào)對高頻載波信號(hào)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(hào)。短路，起到對高頻電流的旁路作用，即濾除高頻信號(hào)。 RC c1第6頁/共18頁2.2 2.2 工作原理工作原理VDRCCrd當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)u ui(i(t

9、t) )為高頻調(diào)幅波時(shí)，經(jīng)變壓器耦合送到為高頻調(diào)幅波時(shí)，經(jīng)變壓器耦合送到檢波電路。檢波電路。 u i(t)與與uo(t)tui(t)+- -ui+- -ui因因充電時(shí)間常數(shù)充電時(shí)間常數(shù) （= =r rd d C C）較小，充電很快，使電較小，充電很快，使電容容C C上很快建立輸出電壓上很快建立輸出電壓u uo(o(t t) )。ididid在載波信號(hào)的正半周在載波信號(hào)的正半周, ,二極管正向?qū)?，高頻電壓對電二極管正向?qū)?，高頻電壓對電容容C C 充電，充電，ididid+-+-+- -uo+- -uo因?yàn)樽饔迷诙O管因?yàn)樽饔迷诙O管VDVD兩端上的電壓為兩端上的電壓為u ui i( (t t

10、) )與與u uo o( (t t) )之差，之差，即即u uD D= = u ui i- - u uo o。所以二極管的導(dǎo)通與否取決于。所以二極管的導(dǎo)通與否取決于u uD D + uD - -uD= ui- - uo當(dāng)當(dāng)u uD D= = u ui i- - u uo o 0 0，二極管導(dǎo)通；，二極管導(dǎo)通；當(dāng)當(dāng)u uD D= = u ui i- - u uo o 00D0，二，二極管導(dǎo)通，對極管導(dǎo)通，對C C 充電。峰值下降使充電。峰值下降使uD D RCRC放電放電的速率。的速率。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(shí)刻，電容在任何時(shí)刻，電容C C上電壓的變上電壓的變化

11、率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號(hào)的變化化率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號(hào)的變化率，即率，即ttUtuAMC )(仿真第10頁/共18頁)cos1(tmUaim Uim(1-ma)2 2. .4 4. .2 2底部切割失真底部切割失真 一般為了取出低頻調(diào)制信號(hào)，檢波器與后級(jí)低頻放大器的連接如圖所一般為了取出低頻調(diào)制信號(hào)，檢波器與后級(jí)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(hào)，要求：示，為能有效地傳輸檢波后的低頻調(diào)制信號(hào)，要求： Ui mRRRUULDCR UR二極管截止，檢波輸出信號(hào)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，檢波輸出信號(hào)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

12、R U Uimim(1-m(1-ma a) )ttmUucaimi cos)cos1( UR仿真或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，大小近似等于載波，大小近似等于載波電壓振幅電壓振幅UDC=KdUim 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)生的直上產(chǎn)生的直流電壓為：流電壓為： 由于由于U UR R對對檢波檢波二極管二極管VDVD來說相當(dāng)來說相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓，會(huì)影響二極于一個(gè)反向偏置電壓，會(huì)影響二極管的工作狀態(tài)。管的工作

13、狀態(tài)。 在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)半周峰值處可能會(huì)低于在輸入調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)半周峰值處可能會(huì)低于U UR R , ,后級(jí)放大器后級(jí)放大器ui+- -+UDC - -+- -UR+u(t)- - 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值越值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅大，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(fù)峰值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值U Uimim( (1-1-m ma a) )越小，底部越小，底部切切割割失真也越易產(chǎn)生。失真也越易產(chǎn)生。 要防止這種失真，必須要求調(diào)幅波包絡(luò)要防止

14、這種失真，必須要求調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值的負(fù)峰值U Uimim( (1-1-m ma a) ) 大于直流電壓大于直流電壓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為檢波器輸出為檢波器輸出端的交流負(fù)載電阻，而端的交流負(fù)載電阻，而R R為直流為直流負(fù)載電阻。負(fù)載電阻。 CRLRVDCd第11頁/共18頁 實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路 二極管峰值包絡(luò)檢波器二極管峰值包絡(luò)檢波器 D D為檢波二極管，電阻為檢波二極管，電阻R91R91和和R83R83為檢波器的直流負(fù)載，電阻為檢波器的直

15、流負(fù)載，電阻R91R91與電容與電容C96C96和和C90C90組成組成型低通濾波器，型低通濾波器，C94C94為耦合電容，對低頻信號(hào)呈現(xiàn)短路。為耦合電容，對低頻信號(hào)呈現(xiàn)短路。R94R94為下一級(jí)為下一級(jí)的輸入電阻。的輸入電阻。 當(dāng)檢波電路接有當(dāng)檢波電路接有C94 C94 、R94R94后，其直流負(fù)載后，其直流負(fù)載R=R R=R 交流負(fù)載交流負(fù)載R R交交=R/R=R/R交交 如果如果RR不等于不等于R R交交 則會(huì)產(chǎn)生負(fù)削峰失真。則會(huì)產(chǎn)生負(fù)削峰失真。R=R1/R2=0.1-0.2R=R1/R2=0.1-0.2范圍內(nèi)一般為范圍內(nèi)一般為5K5K C=C1+C2 C=C1+C2 一般取一般取C1=

16、C2 C1=C2 為為0.01uF0.01uF第12頁/共18頁四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能第13頁/共18頁（1）二極管包絡(luò)檢波器解調(diào)全載波調(diào)幅信號(hào)A: 用高頻信號(hào)發(fā)生器輸出465KHZ、 M=30%的已調(diào)波信號(hào)。觀察此調(diào)幅波。B: 短接“J46”，（置右邊）調(diào)節(jié)高頻信號(hào)發(fā)生器使“J51”已調(diào)波信號(hào)為1Vp-p。C: 將“S13”置左，“S14、S15、S16”均置右。D: 用雙蹤示波器分別觀察并記錄檢波器輸入和輸出的波形。（2）觀察檢波器的惰性失真A: 保持以上操作不變。B: 將“S15”置左C: 用示波器分別觀察并記錄檢波后輸出的波形。D: 說明造成失真的原因（3）觀察檢波器的負(fù)削峰

17、失真A: 保持以上操作不變B: 將“S16”置左C: 用示波器觀察并記錄檢波后輸出的波形。(AC檔)D:說明造成失真的原因1.掌握二極管包絡(luò)檢波器解調(diào)掌握二極管包絡(luò)檢波器解調(diào)AM信號(hào)的方法信號(hào)的方法第14頁/共18頁（4）二極二極管檢管檢波器波器不接不接濾波濾波電路電路1.將“S13”置左，“S14置左、S15、S16”均置右。2.用示波器A通道觀察調(diào)幅信號(hào).用B通道觀察記錄二極管包絡(luò)檢波器的輸出信號(hào)波形。并記錄輸出信號(hào)波形。3.得出你的結(jié)論:輸入/輸出信號(hào)波形第15頁/共18頁3.14961496集集成成電電路路乘乘法法器器構(gòu)構(gòu)成成同同步步解解調(diào)調(diào)器器 解調(diào)全載波信號(hào)解調(diào)全載波信號(hào)(1)按實(shí)驗(yàn)電路圖將調(diào)幅信號(hào)設(shè)置為:載波60KHZ/幅度2V/m分別=30%=100%及100%。將它們依次加至解調(diào)器VAM的輸入端.并在解調(diào)器的載波輸入端加上與調(diào)幅信號(hào)相同的載波信號(hào)，分別記錄解調(diào)輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比。(2)去掉C4,C5觀察記錄m=30%的調(diào)幅波輸入時(shí)的解調(diào)器輸出波形，并與調(diào)制信號(hào)相比較，然后使電路復(fù)原。 解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅信號(hào)號(hào)(1) 按圖連接實(shí)驗(yàn)電路.其調(diào)制信號(hào)為:1KHZ/0.3-0.8V.載波信號(hào)為:60KHZ/2V.經(jīng)乘法模擬器后加至