AM包络检波器.docx

1、AM包络检波器学号： 2011 - 2012 学年 第一学期高频电子线路设计课 程 设 计 报 告题 目： AM信号包络检波器 专 业： 班 级： （2）班 姓 名： 指导教师： 成 绩： 电气工程系2011 年12 月25日课 程 设 计 任 务 书一 设计目的设计AM信号包络检波器二、设计任务用，设计AM信号包络检波器三、具体要求设计的AM信号包络检波器要求：(1)输入AM信号：载波频率15MHZ正弦波(2)调制信号：1KHZ正弦波，幅度大于1V，调制度为60%（3）输出信号：无明显失真，幅度大于5V 摘要调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程，通常称为检波。检波（detectio

2、n） 广义的检波通常称为解调，是调制的逆过程，即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程；对调频波 ，是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波，是从它的相位变化提取调制信号的过程。工程实际中，有一类信号叫做调幅波信号（AM信号），这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来，需要专门的电路，叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器，不论哪种振幅调制信号，都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是， 普通调幅信号来说，它的载波分

3、量被抑制掉，可以直接利用非线性器件实现相乘作用，得到所需的解调电压，而不必另加同步信号，通常将这种振幅检波器称为包络一、设计目的1二、设计内容及原理1三、设计的步骤及计算2检波的物理过程 31.电压传播系数42.流通角53.参数选择设置 7四、实验结果与结论8五、参考文献9六、自我评价 10 一、设计目的：通过课程设计，使学生加强对高频电子技术电路的理解学会查找资料、比较方案，以及设计计算等环节。进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手、独立开展电路实验的机会，锻炼分析、解决高频电子电路问题的实际本领、真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型电路的设计与制作，加深对基本原理的了解

4、，增强学生的实践能力。二、设计内容及原理：调幅调制和解调在理论上包括了信号处理，模拟电子，高频电子和通信原理等知识，涉及比较广泛。包括了各种不同信息传输的最基本的原理，是大多数设备发射与接收的基本部分。因为本次课题要求调制信号幅度大于1V，而输出信号大于5，所以本课题设计需要运用放大电路。本次实验采用二极管包络检波以及运算放大电路。在确定电路后。利用EAD软件进行仿真来验证设结果。设计框图如下：输入信号非线性器件二极管包络检波器运放电路输出信号检波原理电路图三、设计的步骤及计算检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周期，二极管正向导通并对电容C充电，由于二极管正向导通电阻很小，所以充电电流I

5、很大，使电容的电压Vc很快就接近高频电压峰值，充电电流方向如图二所示。 这个电压建立后，通过信号源电路，又反向地加到二极管D的两端。这时二极管是否导通，由电容C上的电压Vc和输入电压Vi共同决定。当高频信号的瞬时值小于Vc时，二极管处于反向偏置，处于截止状态。电容就会通过负载电阻R放电。由于放电时间常数RC远大于调频电压周期，故放电很慢。当电容上的电压下降不多时，调频信号第二个正半周的电压又超过二极管上的负压，使二极管导通。如图二中t1到t2的时间为二极管导通的时间，在此时贱内又对电容充电，电容的电压又迅速接近第二个高频的最大量。如图二中t2至t3时间为二极管截止的时间，在次时间内电容又通过负

6、载R放电。这样不断的反复循环。所以，只要充电很快，即充电时间常数RdC很小（Rd为二极管导通时的内阻）而放电时间很慢即放电时间常数RC很大，就能使传输系数接近1.另外，由于正向导电时间很短，放电时间常数又远大于高频周期，所以输出电压Vc的起伏很小，可看成与高频调幅波包络基本一致，而高频调幅波的包络又与原调制信号的形状相同，故输出电压Vc就是原来的调制信号，达到了解调的目的。（1）电压传输系数由于输入大信号，检波器工作在大信号状态，二极管的伏安特性可用折线近似。考虑输入为等幅波，采用理想的高频滤波，并以通过原点的折线表示二极管特性(忽略二极管的导通电压VP)，则 gD=1/rd，为流通角，iD是

7、周期性余弦脉冲由此可见，检波器电压传输系数Kd是检波器电流iD的通角的函数，求出 后，就可得Kd。（2）流通角 二极管电流iD为一重复频率i 的周期余弦脉冲，其通角为 ，振幅最大值为IDmax 其平均分量I0为基频分量为 式中,0()、1()为电流分解系数。可得的近似表达式如下此处的R为检波器负载，gD为检波器内电导。运放电路如下：（3）参数选择设置：a 电容C对载波信号应近似短路，所以1/Wc(5-10)Wcb 为了避免惰性失真 应有必须使电容C通过R放电的速率大于或等于包络的下降速率，即 如果输入信号为单音调制的AM波，其包络UC=Um(1+mcost)的变化速率为 有因为 电容两端电压近

8、似为输入电压包络值，即UC=uo= Um(1+mcost)。综合可得避免惰性失真的条件如下： 将已知条件带入，可计算的（0.0550.11）10-6 RC0.2110-3c 设R1/R2=0.2，则R1=R/6,R2=5R/6;为避免底部失真应有MaR/R;其中R=R1+R2RL/(R2+RL) 带入已知条件可求得R12.6K 由于检波器的输入电阻Ri不能太小，而Ri=R/2，所以R不能太小，综合考虑以往经验，R=1.2K 另取C=0.01uF。所以 RC=0.12103 满足要求，所以 R1=0.2 ,R2=1.0 d Cc 的取值应该是低频调制信号能有效的耦合到RL上，即满足： 1/nmi

9、n CcRL ,Cc=2.6uF R0 是取消频率分量的电阻，R0=1.2K 同相运算放大电路的放大比例K=（1+Rf/R6）,设定放大电路的K=6，可得到Rf/R6=5,R6=10k,则Rf=50K，为了减少R5=R6/Rf 带入已知条件得到R5=8.3K。四、设计的结果与结论（1）结果：电路仿真 图如下： （2）调幅电路又称幅度调制电路、是指能使高频载波 信号的幅度随调制信号（通常是音频）的规律而变化的调制电路。幅度调制电路有多钟电路形式、现介绍一种建议的政府调制电路，该电路的载波由高频信号发生器产生，经放大后和调制信号经乘法器后，输出抑制载波的双边带调幅波，输出的双边带调幅波与放大器的载

10、波再经过相加器后，即可产生普通调幅波。采用AM调幅波的通用检波方式-包络检波。选用合适的整流器，合理调节低通滤波器各元件系数，清晰再现调制信号。五、参考文献：1、通信电路 沈伟慈 西安电子科技大学 2、高频电子实验指导手册 校出版社 3、高频电子线路 胡宴如 高等教育出版社 六、自我评价指导老师评语课程设计成绩指导老师签字2010年 月 日五、心得体会 通过这次课程设计，我知道了AM是普通调幅，普通调幅方式是用低频调制信号去控制高频正弦波的振幅，使其随调制信号波形的变化而呈现线性变化。包络检波只能对普通调幅信号进行检波，该课程设计中要求载波频率15MHZ正弦波，调制信号，1KHZ正弦波，幅度大于1V，调制度为60%，并且输出信号无明显失真，振幅大于5V，设计中用到了检波二极管2AP12，用到了二极管的单向导电性，二极管导通对电容充电，二级管截止，电容放电。是我加深了对电路分析的理解，更加了解包络检波器性能指标及工作原理