通信电子线路6-new.ppt

《通信电子线路6-new.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信电子线路6-new.ppt（34页珍藏版）》请在usdt平台_usdt官网上搜索。

1、34- 1第六章第六章 调幅信号的解调调幅信号的解调6.1 概述概述6.2 二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器6.3 二极管小信号检波器二极管小信号检波器6.4 同步检波器同步检波器6.5 数字调幅信号的解调数字调幅信号的解调34- 2教学要求教学要求o 掌握典型调幅信号解调电路的结构、工作原掌握典型调幅信号解调电路的结构、工作原理、分析方法和性能特点。理、分析方法和性能特点。o 了解数字调幅的典型解调方式及其实现电路。了解数字调幅的典型解调方式及其实现电路。34- 3解调解调：是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的：是调制的逆过程，是从高频已调波中恢复出原低频调制信

2、号的过程。又称振幅检波器。过程。又称振幅检波器。从频谱上看从频谱上看：解调也是信号频谱的线性搬移过程，将高频端的信号频：解调也是信号频谱的线性搬移过程，将高频端的信号频谱搬移到低频端。谱搬移到低频端。解调过程和调制过程相对应，不同的调制方式对应于不同的解调。解调过程和调制过程相对应，不同的调制方式对应于不同的解调。振幅调制振幅调制 解调解调AM调制调制 DSB调制调制 SSB调制调制包络检波包络检波 同步检波同步检波 6.1 概述概述 调幅解调的分类调幅解调的分类AM调制调制 AM调制调制 DSB调制调制 SSB调制调制34- 4调幅波频谱调幅波频谱c+c- c输出信号频谱输出信号频谱 调幅解

3、调的方法调幅解调的方法 1. 包络检波包络检波 t调幅波调幅波包络检波输出包络检波输出t非线性器件非线性器件低通滤波器低通滤波器t调幅波调幅波t调幅波调幅波t调幅波调幅波包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t包络检波输出包络检波输出t检波器不需要复杂的载波恢复电路，电路简单易做，在标准调幅波的检波器不需要复杂的载波恢复电路，电路简单易做，在标准调幅波的解调中得到普遍应用。解调中得到普遍应用。从频谱角度看从频谱角度看，标准调幅波可视为载波信号与双边带信号之和，解调，标准调幅波可视为载波信号与双边带信号之和，解调正是这个正是这个“和信号和信号”通过非线性器件进行相乘、实现频谱搬移的结

4、果。通过非线性器件进行相乘、实现频谱搬移的结果。可是任一种伏安特性含有平方项的非线性器件。根据输入信号幅度大可是任一种伏安特性含有平方项的非线性器件。根据输入信号幅度大小的不同，对非线性器件分析方法不同。以晶体二极管为例，按输入小的不同，对非线性器件分析方法不同。以晶体二极管为例，按输入信号幅度大小分为：小信号信号幅度大小分为：小信号(0.5V)检波。检波。34- 5由于由于DSB和和SSB信号的包络不同于调制信号，不能用包络检波器，只信号的包络不同于调制信号，不能用包络检波器，只能用同步检波器，能用同步检波器，注意注意：同步检波过程中，为了正常解调，必须恢复载波信号，而所恢：同步检波过程中，

5、为了正常解调，必须恢复载波信号，而所恢复的载波必须与原调制载波同步（即同频同相）。复的载波必须与原调制载波同步（即同频同相）。乘法器乘法器低通滤波器低通滤波器 ui uou2. 同步检波同步检波本地本地载频载频34- 6 (1) 电压传输系数电压传输系数Kd 检波电路的主要技术指标检波电路的主要技术指标 是指检波电路的输出电压和输入高频电压振幅之比。是指检波电路的输出电压和输入高频电压振幅之比。 当检波电路的输入当检波电路的输入信号信号为高频等幅波，即为高频等幅波，即ui(t)=Uimcosct时，时，Kd定定义为输出直流电压义为输出直流电压Uo与输入高频电压振幅与输入高频电压振幅Uim的比值

6、，即的比值，即 当输入高频调幅波当输入高频调幅波ui(t)=Uim(1+macost)cosct时，时，Kd定义为输出低定义为输出低频信号频信号分量的振幅分量的振幅Um与输入高频调幅波包络变化的振幅与输入高频调幅波包络变化的振幅maUim的的比值，即比值，即 (2) 等效输入电阻等效输入电阻Rid imodUUK imamdUmUK 因为检波器是非线性电路，因为检波器是非线性电路，Rid的定义与线性放大器是不相同的。的定义与线性放大器是不相同的。Rid定义为输入高频等幅电压的振幅定义为输入高频等幅电压的振幅Uim，与输入端高频脉冲电流基波，与输入端高频脉冲电流基波分量的振幅之比，即分量的振幅之

7、比，即 1mimidIUR (3) 非线性失真系数非线性失真系数 Kf 非线性失真的大小，一般用非线性失真系数非线性失真的大小，一般用非线性失真系数Kf表示。当输入表示。当输入信号信号为单为单频调制的调幅波时，频调制的调幅波时，Kf定义定义为：为： UUUKf2322U、U2、U3分别为输出电压中调制信号的基波和各次谐波分量的分别为输出电压中调制信号的基波和各次谐波分量的有效值。有效值。 (4) 高频滤波系数高频滤波系数F 检波器输出电压中的高频分量应该尽可能的被滤除，以免产生高频检波器输出电压中的高频分量应该尽可能的被滤除，以免产生高频寄生反馈，导致接收机工作不稳定。寄生反馈，导致接收机工作

8、不稳定。 高频滤波系数的定义高频滤波系数的定义为，输入高频电压的振幅为，输入高频电压的振幅Uim与输出高频电压的与输出高频电压的振幅振幅U om的比值，即的比值，即moimUUF 在输入高频电压一定的情况下，滤波系数在输入高频电压一定的情况下，滤波系数F越大，则检波器输出端的越大，则检波器输出端的高频电压越小，滤波效果越好。通常要求高频电压越小，滤波效果越好。通常要求F(50100)。 34- 76.2 二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器 1. 工作原理工作原理 (1) 电路组成电路组成 ZL+-uiVDRC+-ui由由输入回路输入回路、二极管二极管VD和和RC低通滤波器低通滤波器组

9、成。组成。 RC低通滤波电路有两个作用：低通滤波电路有两个作用： 对对低频调制信号低频调制信号u来说，电容来说，电容C的容抗的容抗 ，电容，电容C相当于开路，电阻相当于开路，电阻R就作为就作为检波器负载，其两端产生输出低频解调电压。检波器负载，其两端产生输出低频解调电压。 RC 1对对高频载波信号高频载波信号uc来说，电容来说，电容C的容抗的容抗 ，电容，电容C相当于短相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。 RC c1理想情况下，理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为低通滤波网络所呈现的阻抗为: RZZZ)(0)()(cLRui

10、+-Crd二极管导通内阻二极管导通内阻34- 8(2) 工作原理分析工作原理分析 + uD - -+- -uoiduD= ui- - uoRi充充+- -uoi放放+- -ui+- -uiVDRCui+- -Crd当输入信号当输入信号ui(t)为调幅波时，那么载波正半为调幅波时，那么载波正半周时二极管正向导通，输入高频电压通过二周时二极管正向导通，输入高频电压通过二极管对电容极管对电容C充电，充电时间常数为充电，充电时间常数为rdC。因因为为rdC较小，充电很快，电容上电压建立的很较小，充电很快，电容上电压建立的很快，输出电压快，输出电压uo(t) 很快增长很快增长 。 作用在二极管作用在二极

11、管VD两端上电压为两端上电压为ui(t)与与uo(t)差差uD= ui- uo。即二极管导通与否取决于。即二极管导通与否取决于uD 当当uD= ui- uo0，二极管导通；二极管导通；当当uD= ui- uomax 并且电容放电速度能跟上包络并且电容放电速度能跟上包络变化速度，那么检波器输出电压就能跟着调幅波包络线变化。变化速度，那么检波器输出电压就能跟着调幅波包络线变化。34- 10cosiimcuUtcosDioimcouuuUt u输入等幅波输入等幅波)(tuo输出信号输出信号, 则加在二极管两端的电压则加在二极管两端的电压当外加激励信号幅度足够大，二极管伏安特当外加激励信号幅度足够大，

12、二极管伏安特征可用分段折线逼近：征可用分段折线逼近：, ( )0, dDBZDBZDDBZguuuuituu+ uD-ui+-CVDR+-uouDi DuoUimti D(3) 特性的折线分析特性的折线分析 BZu( )(cos)DdimcoBZitgUtuu综合上式：综合上式：当当,( )0cDtit有有 即即如图可知：如图可知：0(cos)dimoBZgUuucosoBZimuuU有：有：() =(1) =(1cos)MdimoBZoBZdimimdimIgUuuuug UUg U当当 即即0,( )有有cDMtitI根据高功放折线分析法：根据高功放折线分析法：34- 11012cosco

13、s 2cosDmcmcnmciIItItInt根据高功放折线分析法：根据高功放折线分析法：对应二级管电流对应二级管电流iD为重复频率为为重复频率为c的周期余弦脉冲通角为的周期余弦脉冲通角为，振幅最大值为，振幅最大值为IM，可以将其分解为直流、基波和各次谐波分量。可以将其分解为直流、基波和各次谐波分量。其中其中 为直流分量，为直流分量， 为为n次谐波分量振幅次谐波分量振幅00( )MII( )nmnMII01 sincos( )1cos11sincos( )1cos22 sincoscossin( ), n1(1)(1cos)nnnnn n综上可得：综上可得：01(sincos)imdIUr11

14、( )(sincos)mimdIUr经低通滤波器的输出电压为：经低通滤波器的输出电压为：0(sincos)OimdRuI RUr(tan)oimimoBZduRUUuur除除 可得：可得：cosoBZimuuU当当UBZ =0或者或者uoUBZ可得：可得：tandrR当当很小（很小（ ）, tan 可展开成级数：可展开成级数：/65315231tan331tan忽略高次项（忽略高次项（ ）, 可得：可得：33Rrd通角通角仅与检波器电路参数仅与检波器电路参数rd和和R有关，而与输入高频信号振幅有关，而与输入高频信号振幅Uim无关。无关。即，检波器电路一旦确定，无论输入通角即，检波器电路一旦确定

15、，无论输入通角 不变。不变。由于二极管导通电阻由于二极管导通电阻rd通常比负载电阻通常比负载电阻R小得多小得多 易满足。易满足。/634- 12由由 可得：可得：cosoBZimuuUcoscosoimBZimuUuU对于输入对于输入调幅波调幅波： (1cos)cosiimacuUmtt由于由于c ，在高频电压一周内由在高频电压一周内由引起的振幅变化可认为不变。引起的振幅变化可认为不变。检波器输出电压：检波器输出电压：为了取出原调制信号，选用如下检波电路，一般常作为接收机的检波电路：为了取出原调制信号，选用如下检波电路，一般常作为接收机的检波电路：(1cos)cosoimauUmtA点点ui+

16、-CVDRL+-uoRCd+UDC -+-uoAB电容电容Cd的隔直作用，直流分量的隔直作用，直流分量 Uimcos被隔离，被隔离，输出信号为解调恢复后的原输出信号为解调恢复后的原调制信号调制信号coscosaimm UtB点点34- 13(1) 电压传输系数电压传输系数Kd （检波效率检波效率）2. 电路主要性能指标电路主要性能指标 Kd定义为输出直流电压与输入高频电压振幅的比值，即定义为输出直流电压与输入高频电压振幅的比值，即coscosimdUUKim若输入电压为等幅波：若输入电压为等幅波：检波器输出：检波器输出：cosiimcuUtcosoimuUcoscosimdUmUmKaima若

17、输入电压为调幅波：若输入电压为调幅波：检波器输出：检波器输出：(1cos)cosiimacuUmttcoscosoaimum UtKd定义为输出低频信号定义为输出低频信号分量振幅分量振幅与输入调幅波变化振幅比值，即与输入调幅波变化振幅比值，即34- 14峰值检波器常作超外差接收机峰值检波器常作超外差接收机中放末级的负载中放末级的负载，故其输入阻抗对前级故其输入阻抗对前级的有载的有载Q值及回路阻抗有直接影响值及回路阻抗有直接影响，这也是峰值检波器的主要缺点。这也是峰值检波器的主要缺点。检波器的输入电阻检波器的输入电阻Rid是为研究检波器对是为研究检波器对其输入谐振回路影响的大小而定义的，其输入谐

18、振回路影响的大小而定义的，因而因而Rid是对载波频率信号呈现的参量是对载波频率信号呈现的参量。+-uo中放末级中放末级RsVDRCsCLsisRid+-ui(2) 等效输入电阻等效输入电阻Rid 定义为输入高频电压振幅与流过检波二极定义为输入高频电压振幅与流过检波二极管的高频电流基波分量的振幅之比管的高频电流基波分量的振幅之比：imid1mim 1sincos(sincos)tan sincosdimdURIrUUrR代入代入 可得可得：tandrR由于由于且且很小，可忽略高次项，可得：很小，可忽略高次项，可得：5315231tan42! 41! 211cos53! 51! 31sinRRRR

19、21! 31! 2131)! 211)(! 31()31(333233id34- 15 (1) 频率失真频率失真3. 检波器的失真检波器的失真 Cd隔直电容RL下级输入电阻ui+-CVDRL+-uoRCd+UDC -+-uoABmax1RCmin1LdRC当输入调幅波调制频率当输入调幅波调制频率 ，A点电压频率包含直流、点电压频率包含直流、输出输出B点的电压频谱包含点的电压频谱包含 。低通滤波器。低通滤波器RC具有一定的频率特具有一定的频率特性，电容性，电容C的主要作用是滤除调幅波中的载波频率分量，为此应满足：的主要作用是滤除调幅波中的载波频率分量，为此应满足：minmaxminmaxminm

20、ax1cRC阻抗，分流阻抗，分流当当C取得过大时，对于检波后输出电压上限频率取得过大时，对于检波后输出电压上限频率max来说，来说， C的容抗产的容抗产生旁路作用。不同的生旁路作用。不同的产生不同的旁路作用，引起频率失真。为了不产产生不同的旁路作用，引起频率失真。为了不产生频率深圳，应使电容生频率深圳，应使电容C的容抗，对的容抗，对max不产生旁路作用，应满足：不产生旁路作用，应满足：Cd的容抗将影响检波器下限频率的容抗将影响检波器下限频率min的输出电压，的输出电压， 即在即在范围内，范围内， Cd上电压降大小不同，上电压降大小不同，在输出端在输出端B点电压会因此产生频率失真。点电压会因此产

21、生频率失真。为避免，应使为避免，应使Cd对于下限频率对于下限频率min的电压降很小，满足：的电压降很小，满足：minmax34- 16 (2) 非线性失非线性失真真Cd隔直电容RL下级输入电阻ui+-CVDRL+-uoRCd+UDC -+-uoAB非线性器件，输入信号幅值较大时，输出波形失真。非线性器件，输入信号幅值较大时，输出波形失真。采用负反馈采用负反馈由于检波器输出电压是二极管的反向偏压，具有负反馈作用。输出电压大，负反馈强，由于检波器输出电压是二极管的反向偏压，具有负反馈作用。输出电压大，负反馈强，输出电压减小，负反馈减弱。负反馈将使非线性失真减小。输出电压减小，负反馈减弱。负反馈将使

22、非线性失真减小。R越大，反向偏压越大，非越大，反向偏压越大，非线性失真越小。线性失真越小。一般来说，二极管大信号检波器非线性失真很小。一般来说，二极管大信号检波器非线性失真很小。xixoxi大小小小小大大大AAixxoxf(a)(b )F34- 17 (3) 惰性失真惰性失真检波器低通滤波器检波器低通滤波器RC影响检波器特性。负载电阻影响检波器特性。负载电阻R越大越大,电压传输系数电压传输系数Kd和等效输入电阻和等效输入电阻Rid越大越大, 非线性失真越小。非线性失真越小。C越大，高频波纹越小。越大，高频波纹越小。为提高检波效率和滤波效果，选较大为提高检波效率和滤波效果，选较大R、C值，但值，

23、但取值过大，取值过大，二极管截二极管截止时放电慢，电容电压高于输入电压，二极管一直截止，即止时放电慢，电容电压高于输入电压，二极管一直截止，即R、C放电放电时间常数时间常数= RC 所对应的放电速度小于输入信号包络下降速度时，会所对应的放电速度小于输入信号包络下降速度时，会造成输出波形不随输入信号包络而变化，失真造成输出波形不随输入信号包络而变化，失真由电容放电惰性引由电容放电惰性引起的，称为惰性失真。起的，称为惰性失真。 产生惰性失真的原因：产生惰性失真的原因：输入输入AM信号包络的变化率信号包络的变化率RC放电放电的速率的速率 避免产生惰性失真的条件：避免产生惰性失真的条件：在任何时刻，电

24、容在任何时刻，电容C上电压变化率应大于或等于包络信号变化率，即：上电压变化率应大于或等于包络信号变化率，即：tui(t)与与uc(t)uc(t)ui(t)cimdudUdtdt包络信号包络信号imU34- 18(1cos)cosiimacuUmtt(1cos)imimaUUmtsinimaimdUmUtdt 输入高频调幅波：输入高频调幅波： 包络信号为：包络信号为：包络变化率包络变化率:电容电容C通过通过R放电电流：放电电流：分析分析：ccduiCdt流过流过R的电流：的电流：cRuiR由于由于ic=iR，有，有 所以：所以：ccduuCdtRccduudtRC设大信号检波器电压传输系数设大信

25、号检波器电压传输系数kd1：(1cos)(1cos)cimadimauUmtKUmt综合上述两公式：综合上述两公式：(1cos)cimaduUmtdtRC 避免产生惰性失真的条件：避免产生惰性失真的条件：cimdudUdtdt令令imcdUduAdtdt即即 ，综合上面公式：，综合上面公式：1Asin1cosaamtARCmt+ uD-ui+-CVDR+-uc34- 19为为在任何时刻都避免产生惰性失真，在任何时刻都避免产生惰性失真，必须保证必须保证A值取最大时仍有值取最大时仍有max1A故令故令:0 dtdA22222(1cos)cossin01cosaaaaRCmmttRCmtdAdtmt

26、 即：即：sin1cosaamtARCmt211aamRCm 避免产生惰性失真的条件：避免产生惰性失真的条件：实际应用中，实际应用中，由于调制信号总占有一定的频带由于调制信号总占有一定的频带(minmax)，并且各频，并且各频率分量所对应的调制系数率分量所对应的调制系数ma也不相同，设计检波器时，应该用最大调也不相同，设计检波器时，应该用最大调制度制度mmax和最高调制频率和最高调制频率max来检验有无惰性失真，其检验公式为来检验有无惰性失真，其检验公式为maxmax2max1mmRC 为调幅信号中的调制信号角频率为调幅信号中的调制信号角频率;cosamt 221cos1sinamtt 可解得

27、：可解得：34- 20)cos1(tmUaim Uim(1-ma)(4) 负峰切割失真负峰切割失真原因：一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连原因：一般为了取出低频调制信号，检波器与后级低频放大器的连接如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求：接如图所示，为能有效地传输检波后的低频调制信号，要求： Ui mRRRUULDCR UR二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。当当 UR Uim(1-ma)ttmUucaimi cos)cos1( UR或或mindL1CR mindL1 CR 通

28、常通常Cd取值较大取值较大(一般为一般为510F)，在在Cd两端的直流电压两端的直流电压UDC，大小近似等，大小近似等于载波电压振幅于载波电压振幅UDC=KdUim UDC经经R和和RL分压后在分压后在R上产生上产生的直流电压为：的直流电压为： 由于由于UR对对检波检波二极管二极管VD来说相来说相当于一个反向偏置电压，会影响当于一个反向偏置电压，会影响二极管的工作状态。二极管的工作状态。 在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于UR ,显然，显然，RL越小，越小，UR分压值越大，底部切分压值越大，底部切割割失真越容易产生；另外，失真越容易产生；另外，ma

29、值越大，调幅波包络的振幅值越大，调幅波包络的振幅maUim越大，调幅波包络的负峰值越大，调幅波包络的负峰值Uim(1-ma)越小，底部切越小，底部切割割失真也越易产生。失真也越易产生。 后级放大器后级放大器ui+-CRLRVDCd+UDC -+-UR+u(t)-要防止这种失真，要求调幅波包络的负要防止这种失真，要求调幅波包络的负峰值峰值Uim(1-ma)须大于直流电压须大于直流电压UR。即：即：RRRUmUimLaim)1( 避免底部切割失真的条件为：避免底部切割失真的条件为： RRRRRRRRm /LLLa式中：式中：R=RL/R为输出端的交流负为输出端的交流负载电阻，而载电阻，而R为直流负

30、载电阻。为直流负载电阻。 34- 21一般：一般： 1)/( idsscLRRCQ (1) 回路有载回路有载LQ要大：这应该从选择性及通频带的要求来考虑。要大：这应该从选择性及通频带的要求来考虑。cTRC 为高频载波周期为高频载波周期cT(2) 为发保证输出的高频纹波小要求：为发保证输出的高频纹波小要求：cRC 1 即即 4. 检波器元件参数的选择检波器元件参数的选择 (3) 为了减少输出信号的频率失真（输出信号为一个低频限带信号）为了减少输出信号的频率失真（输出信号为一个低频限带信号）要求：要求：maxmin11LdRCR C min maxmaxmax2maxmm1RC (4) 为了避免惰

31、性失真：要求：为了避免惰性失真：要求：LLRRRm RRRL/(5) 为了避免底部切割失真：为了避免底部切割失真：或或+-u中放末级中放末级RidRLCVDRCsLsRsisCd34- 221. 小信号检波概念小信号检波概念输入高频信号的振幅小于输入高频信号的振幅小于0.2V，利用二极管伏安特性的，利用二极管伏安特性的弯曲部弯曲部分分进行频率变换，然后通过低通滤波器实现检波。进行频率变换，然后通过低通滤波器实现检波。 2. 小信号检波器的工作原理小信号检波器的工作原理因为是小信号输入，检波器需外因为是小信号输入，检波器需外加偏压加偏压VQ使其静态工作点位于二使其静态工作点位于二极管伏安特性的极

32、管伏安特性的弯曲部分弯曲部分。 6.3 二极管小信号检波器二极管小信号检波器小信号检波的原理电路小信号检波的原理电路二极管的伏安特性在工作点二极管的伏安特性在工作点 Q 附近，可表示为：附近，可表示为：.332210QdQdQddvubvubvubbi34- 232212imb U由于输出电压很小，由于输出电压很小，忽略忽略输出电压的反作用，可得输出电压的反作用，可得 ud=ui+VQ ，则忽略高次项可得：则忽略高次项可得：22012coscosimiimibbUtbUt22012211coscos222imiimimibbUtbUbUt.332210iiidubububbi20212imbb

33、 U2212imub RU经低通滤波器取出经低通滤波器取出 。其中。其中 为直流电流增量，为直流电流增量，它代表二极管的检波作用的结果。输出电压增量为：它代表二极管的检波作用的结果。输出电压增量为：2210iidububbi在输入信号为高频等幅波在输入信号为高频等幅波 ui=Uimcosit 时时，34- 24 输入信号为普通调幅波输入信号为普通调幅波 时，时，因为因为 i，可以认为在，可以认为在i 一周内：一周内：(1cos)cosiimaiuUmtt(1cos)imaimUmtU 2222211(1cos)22imimab RUb RUmt2222222222111coscos2244im

34、aimaimaimb RUb Rm Ub RmUtb Rm Ut 222221coscos24aimaimb Rm Utb Rm Ut 可见输出电压除可见输出电压除分量外。还有分量外。还有2的频率成分，也就是产生了的频率成分，也就是产生了非线性失真非线性失真。此电压增量经此电压增量经Cc隔直耦合在隔直耦合在RL上得电压为：上得电压为：这样检波后的输出电压增量为：这样检波后的输出电压增量为：是不变的是不变的34- 25 3. 小信号检波器的特点小信号检波器的特点 (1) 是利用二极管伏安特性非线性段的二次方特性实现频率变换，是利用二极管伏安特性非线性段的二次方特性实现频率变换，故又称为故又称为平

35、方律检波平方律检波。 输入为等幅波时的电压传输系数输入为等幅波时的电压传输系数 kd = b2RUim/2 ， 输入为普通调幅波时的电压传输系数输入为普通调幅波时的电压传输系数 kd = b2RUim 。 它们都与输入信号振幅它们都与输入信号振幅Uim成成正比正比， Uim越小，则越小，则 kd 越小，故越小，故小小信号检波的电压传输系数小。信号检波的电压传输系数小。(3) 由于二极管始终处于导通状态，其等效输入电阻由于二极管始终处于导通状态，其等效输入电阻 Rid可可近似等于近似等于二极管的导通电阻二极管的导通电阻rd 。(4) 当输入为普通调幅波时，有当输入为普通调幅波时，有2分量输出产生

36、非线性失真大。分量输出产生非线性失真大。 34- 26 大信号检波与小信号检波器的主要区别大信号检波与小信号检波器的主要区别 GD p 218(1) 是利用二极管伏安特性非线性段的二次方特性实现频率变换，是利用二极管伏安特性非线性段的二次方特性实现频率变换，故又称为平方律检波。故又称为平方律检波。 输入为等幅波时的电压传输系数输入为等幅波时的电压传输系数 kd = b2RUim/2 ， 输入为普通调幅波时的电压传输系数输入为普通调幅波时的电压传输系数 kd = b2RUim 。 它们都与输入信号振幅它们都与输入信号振幅Uim成正比，成正比， Uim越小，则越小，则 kd 越小，故小越小，故小信

37、号检波的电压传输系数小。信号检波的电压传输系数小。(3) 由于二极管始终处于导通状态，其等效输入电阻由于二极管始终处于导通状态，其等效输入电阻 Rid可近似等于可近似等于二极管的导通电阻二极管的导通电阻rd 。(4) 当输入为普通调幅波时，有当输入为普通调幅波时，有2分量输出产生非线性失真大。分量输出产生非线性失真大。 34- 274. 小信号检波器的主要技术指标小信号检波器的主要技术指标输入为等幅波时输入为等幅波时，小信号检波器的电压传输系数为：，小信号检波器的电压传输系数为： (1) 电压传输系数电压传输系数RUbURUbKimimimd2222121输入为调幅波时输入为调幅波时，小信号检

38、波器的电压传输系数为，小信号检波器的电压传输系数为: RUbUmRUmbKimimaimad222(2) 检波器的等效输入电阻检波器的等效输入电阻 可近似地认为等于二极管的导通电阻可近似地认为等于二极管的导通电阻rd (3) 非线性失真系数非线性失真系数 aimaimammmfmUmbUmbUUUK414122222232234- 28 叠加型叠加型乘积型乘积型同步检波器可分为：同步检波器可分为：6.4 同步检波器同步检波器(Synchronous Detection)注意：两种检波器注意：两种检波器都需要接收端恢复载波都需要接收端恢复载波1. 乘积型乘积型乘法器乘法器低通滤低通滤 波器波器u

39、DSBuc 本地载波本地载波u(t)设输入已调波：设输入已调波：ttUucDSB coscos )cos(1 tUucc 而恢复的本地载波为：而恢复的本地载波为： So 相乘器输出为相乘器输出为： tttUUtttUUuuccccccDSB111coscoscos21)cos(coscos，则经低通滤波器后的输出信号为：，则经低通滤波器后的输出信号为： cc 1令令)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUuccc oo22 本地载波本地载波DSB信号信号34- 29讨论：讨论： (1)当恢复的本地载波与发射端的调制载波同步（同频，同相）当恢复的本地载波与发射端的调制载波同步（同频，

40、同相）则有：则有：c=0，=0。tUu cos能够能够无失真无失真将调制信号恢复出来。将调制信号恢复出来。 00 c(2) 若本地载波与调制载波有频差若本地载波与调制载波有频差，即：，即：ttUuc coscos 即引起即引起振幅失真振幅失真。 tUucoscos 则则引入一个振幅衰减因子引入一个振幅衰减因子cos，如果如果随时间变化，会引起随时间变化，会引起振幅失真振幅失真。乘法器乘法器低通滤低通滤 波器波器uDSBuc 本地载波本地载波u(t)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUuccc(3) 若本地载波与调制载波有相位差，即：若本地载波与调制载波有相位差，即：0 c 0 3

41、4- 30乘积型同步检波器的实用电路乘积型同步检波器的实用电路 低通低通滤波器滤波器谐振限幅放大器谐振限幅放大器乘法器乘法器CDIoyRw- -15V- -15V15k R+15VR13- -EEVT35.1kRwx121k100k121kR11Rc141294Rc8133R327+15V561011IoxRwZEC=15V- -+ +11k1M25k- -15V10k10kRwy2k2kRxRy BG314（MC1595）AVT1VT2LC510510foC 谐振限谐振限幅放大器幅放大器乘法器乘法器低通低通滤波器滤波器CD49uAMuucu uuxuyuAMu uAM34- 31注意：注意：

42、(1) 同步同步解调的关键是乘积项解调的关键是乘积项，即以前介绍的具有乘积项的，即以前介绍的具有乘积项的线性频谱搬移电路，只要后接低通滤波器都可实现乘积型同步线性频谱搬移电路，只要后接低通滤波器都可实现乘积型同步检波。检波。(2) 同步检波同步检波无失真的关键是同步无失真的关键是同步。(3) 普通调幅波也可以采用乘积型同步检波器实现检波。普通调幅波也可以采用乘积型同步检波器实现检波。 相加相加器器包络滤包络滤波器波器uDSBuc 本地载波本地载波uuAM2. 叠加型同步检波器叠加型同步检波器34- 32(2) 叠加型同步检波器工作原理叠加型同步检波器工作原理 + uc -+-uVDRC+-uS

43、SB+-uSSB+ uc -T1T2uduc 本地载波本地载波相加器相加器包络滤波器包络滤波器uSSBuud设输入单频调制的单边带信号设输入单频调制的单边带信号(上边带上边带)为：为：ttUttUtUucSSBcSSBcSSBSSBsinsincoscos)cos( 本地载波信号为本地载波信号为 tUucoccos )(cos)(sinsincos)cos(cmcSSBcoSSBcSSBdtttUttUtUtUuuu 式中式中 22SSBm)sin()cos()(tUUtUtUSSBo oSSBUtUtUt cossinarctan)(SSB由于包络检波器对相位不敏感，只讨论包络的变化：由于包

44、络检波器对相位不敏感，只讨论包络的变化： tmmUtUUUUUtUUUUtUooSSBoSSBooSSBcos2)(1cos2)(1cos2)(222o2SSBm 式中，式中，m=USSB /Uo。当，。当，m USSB时，利用到公式时，利用到公式 211xx )cos1(cos21)(mtmUtmUtUoo 如果设包络检波器的如果设包络检波器的电压传输系数为电压传输系数为Kd，那么，那么ud经包络检波器后，输经包络检波器后，输出电压为出电压为)cos1(dtmUKuo 34- 33与模拟调幅信号的解调相似，也有与模拟调幅信号的解调相似，也有包络解调包络解调和和相干解调相干解调两种方法。两种方

45、法。1、包络解调法、包络解调法2ASK信号包络解调信号包络解调6.5 数字调幅信号的解调数字调幅信号的解调 （1）2ASK信号经带通滤波器选频滤波后送给包络检波，通过低通信号经带通滤波器选频滤波后送给包络检波，通过低通滤波器取出基带包络信号。滤波器取出基带包络信号。（2）与模拟调幅解调不同的是，为了提高数字解调的性能，增加了）与模拟调幅解调不同的是，为了提高数字解调的性能，增加了抽样判决器。它包括抽样、判决及码元形成，有时又称译码器。抽样判决器。它包括抽样、判决及码元形成，有时又称译码器。（3）包络检波输出基带包络经抽样、判决后将码元再生，即可恢复）包络检波输出基带包络经抽样、判决后将码元再生，即可恢复数字序列。数字序列。 34- 342、相干解调法、相干解调法 （2）检波后在通过抽样判决器恢复数字序列）检波后在通过抽样判决器恢复数字序列an。 2ASK信号相干解调信号相干解调（1）与模拟调幅信号同步检波一样利用乘法器实现同步检波，即）与模拟调幅信号同步检波一样利用乘法器实现同步检波，即相干解调。相干解调。