實驗六-AM包絡檢波仿真電路

實驗六AM包絡檢波仿真電路一、實驗目的 1．掌握二極管包絡檢波的原理及電路設計方法。2．了解二極管包絡檢波電路中元件選擇要求及對檢波器性能的影響；3.學會檢波器的檢測方法。二、實驗儀器1．計算機〔EWB仿真軟件〕三﹑實驗原理1．二極管包絡檢波器調幅波的解調是從調幅信號中取出調制信號的過程，通常稱之為檢波。調幅波解調方法有二極管包絡檢波器，同步檢波器。本實驗主要完成二極管包絡檢波。二極管包絡檢波器是包絡檢波中最簡單、最常用的一種電路。它適合于解調含有較大載波分量電平的AM波〔俗稱大信號，通常要求峰-峰值為1V以上〕。它具有電路簡單，檢波線性好，易于實現(xiàn)等優(yōu)點。電路構成如圖4-6-1所示：圖4-6-1包絡檢波器電路圖圖中D為檢波二極管，C、為檢波負載，C起高頻旁路作用。當輸入電壓為正半周時，二極管D導通，電流對C迅速充電，由于二極管的正向電阻較小，C上的電壓很快上升到峰值；當由最大下降時，D截止，C通過放電，由于，所以放電很慢，C上的電壓稍有下降。第二個周期正半周上升到C上的電壓后，二極管D再次導通。這樣循環(huán)往復的結果，在C、上得到包含直流分量、低頻調制信號分量和微小高頻信號分量的低頻輸出電壓，如圖4-6-2所示。圖4-6-22．檢波器的非線性失真在二極管峰值型檢波器中，如果電路參數(shù)選擇不恰當，將出現(xiàn)兩種特有失真，〔1〕惰性失真：在二極管峰值型檢波器中，如果檢波負載時間常數(shù)太大，那么電容C的放電速度很慢，C的兩端電壓不能隨輸入已調波包絡而迅速變化，就會產(chǎn)生輸出信號的非線性失真，這種非線性失真是因電容放電的惰性引起的，故稱為惰性失真，如圖4-6-3所示。圖4-6-3由此可知，在二極管峰值型檢波器中，RC時間常數(shù)的選擇很重要，RC時間常數(shù)過大，那么會產(chǎn)生惰性失真。RC常數(shù)太小，高頻分量會濾不干凈。綜合考慮，當滿足時，可防止惰性失真?！?〕負峰〔底部〕切割失真一般為了取出低頻調制信號，檢波器與后級低頻放大器的連接如圖4-6-4所示，為能有效地傳輸檢波后的低頻調制信號，要求：通常Cd取值較大(一般為5～10μF)，在Cd兩端的直流電壓大小近似等于載波電壓振幅：圖4-6-4經(jīng)R和RL分壓后在R上產(chǎn)生的直流電壓為：由于對檢波二極管VD來說相當于是一個反向偏置電壓，會影響二極管的工作狀態(tài)。在輸入調幅波包絡的負半周峰值處可能會低于,當時，二極管截止，檢波輸出信號不跟隨輸入調幅波包絡的變化而產(chǎn)生失真。如圖4-6-5所示：圖4-6-5顯然，越小，UR分壓值越大，底部切割失真越容易產(chǎn)生；另外，值越大，調幅波包絡的振幅越大，調幅波包絡的負峰值越小，底部切割失真也越易產(chǎn)生。要防止這種失真，必須要求調幅波包絡的負峰值大于直流電壓。即：防止底部切割失真的條件為：式中，為檢波器輸出端的交流負載電阻，而R為直流負載電阻。四．實驗任務與要求1．實驗電路及說明仿真實驗用二極管包絡檢波器，如圖4-6-6所示：圖4-6-6二極管包絡檢波器電路圖圖中，二極管D1為非線性變換器件，R1、R3和C1、C2構成低通濾波器，也為檢波器直流負載，C3為檢波信號輸出耦合電容，R4為檢波器的交流負載?？刂崎_關K1、K2、K3為驗證檢波器失真而設置。2.實驗內容及步驟=1\*GB3①二極管包絡檢波器解調全載波調幅信號〔1〕按圖4-6-6構建仿真實驗電路。檢波二極管選用“理想〞屬性，輸入信號選用電源庫中的調幅“AM〞信號源，參數(shù)設置要求為：載波頻率465KHz，調制信號頻率2KHz，調制度≤30%，1VP-P?！?〕將控制開關K1、K2、K3均置“右〞，K2“右〞。〔3〕用示波器分別觀察并記錄檢波器正常工作時輸入/輸出信號波形?！?〕按表4-6-1所列數(shù)據(jù)要求，分別改變輸入調幅波的調制系數(shù)，觀察并記錄實驗結果。表4-波形有無失真m<60%M=100%調制信號解調信號〔2〕觀察檢波器的惰性失真保持以上設置不變，僅將控制開關K2搬置“左〞，即將檢波直流負載電阻由3.3K變?yōu)?00K，觀察并記錄輸出信號波形，并與檢波器正常工作波形進行比擬。體會惰性失真現(xiàn)象。此后將K2復原?！?〕觀察檢波器的負削峰失真保持以上設置不變，僅將控制開關K3搬置“左〞，即將檢波交流負載電阻由22K變?yōu)?90Ω，觀察并記錄輸出信號波形，并與檢波器正常工作波形進行比擬。體會負峰切割失真現(xiàn)象。此后將K2復原〔4〕二極管檢波器不接濾波電路保持以上設置不變，僅將控制開關K1搬置“左〞，即將檢波器的低通濾波器開路，觀察并記錄輸出信號波形，體會晶體二極管單向整流特性與濾波器作用。五﹑思考題及實驗報告要求=1\*GB3①思考題1、檢波失真有哪幾種，與電路的那些參數(shù)有關，如何形成？2、抑制載波雙邊帶調幅波能否用