包络检波原理.docx

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包络检波原理

由非线性器件和低通滤波器两部分组成。

（图9-17p244）

要求：

 R>>RD,以保证:

i充>>i放,即:

τ充<<τ放

一、工作原理（图9-18p244）

vs为已调信号,vo为包络检波信号

1.vs正半周的部分时间（φ<90o）

 二极管导通，对C充电，τ充=RDC

∵RD很小

∴τ充很小，vo≈vs

2.vs的其余时间（φ>90o）

 二极管截止，C经R放电，τ放=RC

∵R很大

∴τ放很大，C上电压下降不多，仍有：

vo≈vs

  1.2.过程循环往复，C上获得与包络（调制信号）相一致的电压波形，有很小的起伏。

 故称：

包络检波。

二、指标分析

 因vs幅度较大，用折线法分析。

1.vs为等幅波

 包络检波器波形（图9-19p245）

2.vs为AM信号

 vs=Vs（1+mcosΩt）cosωot

  因为Ω<<ωo，所以包络变化缓慢，在ωo的几个周期内：

Vs'≈Vs（1+mcosΩt）=常数（恒定值）

代入：

 vo=Vs'cosφ≈Vs（1+mcosΩt）cosφ

  =Vscosφ+mcosφcosΩt

式中：

Vscosφ为与vo幅度成正比的AGC电压

vΩ=mcosφcosΩt=VΩ'cosΩt（原调制信号）

实例：

收音机中的检波电路（图9-25p252）

3.包络检波器的指标

（1）电压传输系数

理想：

R>>RD,φ→0,Kd=1

实际例：

 R=5.1kΩ,RD=100Ω时：

φ≈33o,Kd≈0.84

  R=4.7kΩ,RD=470Ω时：

φ≈55o,Kd≈0.55

通常取：

Kd=0.5（-6dB）来估算检波器效率

（2）等效输入电阻

经推导：

Ri=R/（2Kd）

理想：

Kd=1时，Ri=R/2

实际：

Kd<1，Ri更大（对前级有利）。

（3）非线性失真

原因：

①vs较小时，工作于非线性区；

     ②R较小时，RD的非线性作用↑。

解决：

R足够大时，RD的非线性作用↓，R的直流电压负反馈作用↑。

但R（RC）过大时，将产生：

（a）惰性失真（τ放跟不上vs的变化）；

（b）负峰切割失真（交流负载变化引起）。

（a）惰性失真（图9-20p247）

由图可见，不产生惰性失真的条件：

vs包络在A点的下降速率≤C的放电速率

即：

例：

广播收音机：

R=3.9KΩ时

   若：

mmax=0.8,Fmax=5KHz

   则：

C≤5000pF

电视接收机：

R=3.9KΩ时

   若：

mmax=0.8,Fmax=6MHz

   则：

C≤5pF

（b）负峰切割失真（交流负载的影响及m的选择）

负峰切割失真示意（图9-21p248）

Cc为耦合电容（很大）

直流负载为：

R

交流负载为：

R交=（RRL）/（R+RL）

∵Cc很大，在一个周期内，Vc（不变）≈Vs（Kd≈1时）

∴VR=VAB=Vc[R/（R+RL）]

由图：

临界不失真条件：

Vsmin=Vc-mVs≈Vs-mVs=Vs（1-m）

 m较大时，若VR>Vsmin,则产生失真。

则要求：

例：

m=0.3,R=4.7kΩ时，要求：

RL≥2kΩ；

m=0.8,R=4.7kΩ时，要求：

RL≥4.7kΩ；

即：

m较大时，要求负载阻抗RL较大（负载较轻）。

负峰切割失真的改进:

（1）（图9-22p248）

R直=R1+R2

R交=R1+（R2RL）/（R2+RL）=R1+R交'

即：

  R1足够大时，R交'的影响减小，不易负峰切割失真。

但R1过大时，VΩ的幅度下降，一般取R1/R2=0.1~0.2

（2）检波电路后接射随（Ri大）,即检波电路的RL大。

（3）晶体管和集成电路包络检波，为直接耦合方式，不存在Cc

三、差动峰值检波方式

（全波检波方式，可提高效率）

（图9-23p249）

四、高频脉冲信号的检波

ASK信号的包络检波（图9-24p250）

（1）tr（前沿失真）

  Q小（通带宽/时延特性平），tr小

  C（RC）小（高频特性好）时，tr小。

（2）tr（下降沿失真）

  与放电时间有关，要求：

  （0.1~0.2）T≥RC>（1~2）To

 To=1/fo