高頻電子線路(第二版) 王衛(wèi)東 第五章 5.2

1、VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1 在平衡電路的基礎(chǔ)上，再增加兩在平衡電路的基礎(chǔ)上，再增加兩個(gè)二極管個(gè)二極管D3,D4使電路中四個(gè)二極使電路中四個(gè)二極管首尾相接。管首尾相接。 T1的初、次級(jí)匝數(shù)的初、次級(jí)匝數(shù)比為比為1:2，T2的的2:1，T3的的1:1。 1. 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)3241VDVDVDVD構(gòu)成環(huán)形，構(gòu)成環(huán)形， mcmccmcmcoscosUUtUutUu 且且 設(shè)：設(shè)：（3）二極管環(huán)形電路實(shí)現(xiàn)）二極管環(huán)形電路實(shí)現(xiàn)DSB信號(hào)信號(hào) IIVDVDVDVDtuIVDVDVDVDtucc組組成成平平衡衡電電路路截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通組組成成平平衡衡電電路路截截止止導(dǎo)導(dǎo)通通,0)(,

2、0)(21434321則有則有 VD1VD32C2LRLT2VD4VD2T3T1+uL- -u+- -u+- -u+- -+ - -uc+ - -uc2. 工作原理分析工作原理分析當(dāng)當(dāng)0)( tuc時(shí)，平衡電路時(shí)，平衡電路I在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為：在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為：)()(4)(1L1tutSRgtuLd )()(4)(2L2tutSRgtuLd 0)( tuc時(shí)，平衡電路時(shí)，平衡電路II在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為：在負(fù)載回路中產(chǎn)生的電壓為：當(dāng)當(dāng) 而其中：而其中： 0)(00)(1)(1tututScc 0)(10)(0)(2tututScc（3）二極管環(huán)形電路實(shí)現(xiàn)）二極管環(huán)形電路實(shí)現(xiàn)

3、DSB信號(hào)信號(hào)那么在一個(gè)周期內(nèi)平衡電路那么在一個(gè)周期內(nèi)平衡電路I，II在負(fù)載在負(fù)載RL上產(chǎn)生的電壓為：上產(chǎn)生的電壓為： )()(4)()()(42121tutSgRtutStSgRuuudLdLLLL 0)(10)(1)(tututScc式中式中稱為雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)稱為雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)的付里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為：的付里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式為：) t (S而而.5cos543cos34cos4)( ttttSccc tUtttgRucccdLL cos.5cos543cos34cos44 有有 的頻率成份：只有組合頻率的頻率成份：只有組合頻率Lu cn 12性能更接近理想乘法器。性能更接近理想乘法器。30- 3+0-

4、 +經(jīng)濾波后的輸出電壓：經(jīng)濾波后的輸出電壓： ttURgtuLdL0coscos8)( )()(4)()()(42121tutSgRtutStSgRuuudLdLLLL T2的次級(jí)輸出電壓為：的次級(jí)輸出電壓為：ttRUguuLcLmdLcoscos42 tS (t)uc (t)t1- -12. 集成模擬乘法器調(diào)幅電路集成模擬乘法器調(diào)幅電路 用集成模擬相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)各種用集成模擬相乘器來(lái)實(shí)現(xiàn)各種調(diào)幅電路，電路簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越且穩(wěn)調(diào)幅電路，電路簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越且穩(wěn)定，調(diào)整方便，利于設(shè)備的小型化。定，調(diào)整方便，利于設(shè)備的小型化。 R151R6RW50k21k3.9k1kC2C2uo- -EE= - -8V

5、694178Ry3MC1596510EC=12VR4R4R5uxuyR2R3R7R8R9C2C21k51516.8k7507503.9k 1）MC1596構(gòu)成的調(diào)幅電路構(gòu)成的調(diào)幅電路RcRcEcVT1VT2VT3VT4VT5VT6VT7VT8VDRyRy-EE X通道兩輸入端通道兩輸入端8腳和腳和7腳直流電腳直流電位相同，位相同，Y通道兩通道兩輸入端輸入端1腳和腳和4腳之腳之間接有調(diào)零電路間接有調(diào)零電路 可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RW，使，使1腳腳電位比電位比4腳高腳高Uo，相當(dāng)于在，相當(dāng)于在1、4腳腳之間加了一個(gè)直流電壓之間加了一個(gè)直流電壓Uo，以產(chǎn)生，以產(chǎn)生普通調(diào)普通調(diào)幅波幅波 。

6、實(shí)際應(yīng)用中，高頻載波電壓實(shí)際應(yīng)用中，高頻載波電壓uc加加到到X輸入端口，調(diào)制信號(hào)電壓輸入端口，調(diào)制信號(hào)電壓u及及直流電壓直流電壓Uo加到加到Y(jié)輸入端口，從輸入端口，從6腳腳單端輸出單端輸出AM信號(hào)。信號(hào)。 2. 集成模擬乘法器調(diào)幅電路集成模擬乘法器調(diào)幅電路2) BG314構(gòu)成的調(diào)幅電路構(gòu)成的調(diào)幅電路 RLuxuy13kIox10k28.2kR11141294Rw8133R13R37- -EE=-15V+15V561011IoyEC=15V- -15V10kRwxRwy2k2kRxRy BG314（MC1595）8.2k10k10k10k6.8k3.3kCLN1N2uo 8腳附加補(bǔ)償調(diào)零電壓腳附

7、加補(bǔ)償調(diào)零電壓UXIS，12腳除附加補(bǔ)償零電壓腳除附加補(bǔ)償零電壓UYIS。ux=uc=Ucmcosctuy=u- -(- -Uo)=Uo+Umcost 若若2、14腳兩端外接腳兩端外接LC諧振回諧振回路的等效諧振電阻為路的等效諧振電阻為RL ，則則2(或或14)腳與地之間的負(fù)載為腳與地之間的負(fù)載為 RL 41 由式由式(4-50)可推出變壓器次級(jí)可推出變壓器次級(jí)回路輸出的調(diào)幅波電壓為：回路輸出的調(diào)幅波電壓為： ttUURRIUUnRuucomoyoxOXcmoLAMocos)cos1(2 如果如果uy=u= Umcost ttRRIUUnRuucoyoxOXcmmLDSBocoscos2 這種

8、調(diào)制是在高頻功率放大器中進(jìn)行的，通常分為：這種調(diào)制是在高頻功率放大器中進(jìn)行的，通常分為：5.3 振幅調(diào)制電路振幅調(diào)制電路AM信號(hào)大都用于無(wú)線電廣播，因此多用于高電平調(diào)制。信號(hào)大都用于無(wú)線電廣播，因此多用于高電平調(diào)制。5.3 .2 高電平調(diào)幅電路高電平調(diào)幅電路 基極調(diào)幅基極調(diào)幅(Base AM) 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路(Collector AM) 發(fā)射極調(diào)幅發(fā)射極調(diào)幅(Emitter AM)RbCbVTCCcT1T2T3Libo 電路中電路中Cb為高頻旁路電容；為高頻旁路電容；Cc對(duì)高頻旁路，而對(duì)低頻調(diào)制對(duì)高頻旁路，而對(duì)低頻調(diào)制信號(hào)呈高阻抗；信號(hào)呈高阻抗；Rb為基極自給為基極自給偏壓電阻。

9、放大器工作在丙類偏壓電阻。放大器工作在丙類狀態(tài)狀態(tài) ，集電極電路中除直流電集電極電路中除直流電壓壓EC外，還串有調(diào)制信號(hào)外，還串有調(diào)制信號(hào)tUtu cos)(tUEtUCC cos)(集電極有效動(dòng)態(tài)電源為集電極有效動(dòng)態(tài)電源為： +uc- -+u- -+uo- -+ECUC(t)1. 集電極調(diào)幅電路集電極調(diào)幅電路 臨界臨界過(guò)壓過(guò)壓欠壓欠壓ECu(t)UC(t)iC1m(t)icicuCEEcu(t)ic tiC1 tUc(t) tuBEmaxVTT1T2LCLBC1Ce1Ce2CCC2C3C4CReR1R2 在基極調(diào)幅電路中：在基極調(diào)幅電路中：LC高頻扼高頻扼流圈，流圈，LB低頻扼流圈，低頻扼流

10、圈，Ce1、Ce2、C2、C3、C4、CC 高頻旁路電容，高頻旁路電容，Re射極偏置電阻。低頻射極偏置電阻。低頻調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)u(t)通過(guò)耦合電容通過(guò)耦合電容C1加在加在電感線圈電感線圈LB上上。電源電源EC經(jīng)經(jīng)R1、R2分壓為基極提供直分壓為基極提供直流偏置電壓流偏置電壓UBO ，即，即基極有效動(dòng)態(tài)基極有效動(dòng)態(tài)偏壓為：偏壓為：tUUtuUtUBOBOB cos)()(基極調(diào)幅電路的調(diào)幅效率較低，輸出波形較差，但基極調(diào)幅電路的調(diào)幅效率較低，輸出波形較差，但所要求基極輸入調(diào)制信號(hào)的功率較小。所要求基極輸入調(diào)制信號(hào)的功率較小。ECUBO+- -+uc- -+u- -+uo- -UB(t)2. 基

11、極基極調(diào)幅電路調(diào)幅電路 icuCEuBEmax臨界臨界過(guò)壓過(guò)壓欠壓欠壓UBou(t)UB(t)ic1m(t)uCE tic1 tic tu(t)ic解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程，是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制是從高頻已調(diào)波中恢復(fù)出原低頻調(diào)制信號(hào)的過(guò)程。從頻譜上看，解調(diào)也是一種信號(hào)頻譜的線性搬移過(guò)信號(hào)的過(guò)程。從頻譜上看，解調(diào)也是一種信號(hào)頻譜的線性搬移過(guò)程，是將高頻端的信號(hào)頻譜搬移到低頻端，程，是將高頻端的信號(hào)頻譜搬移到低頻端，解調(diào)過(guò)程是和調(diào)制過(guò)解調(diào)過(guò)程是和調(diào)制過(guò)程相對(duì)應(yīng)的，不同的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)于不同的解調(diào)。程相對(duì)應(yīng)的，不同的調(diào)制方式對(duì)應(yīng)于不同的解調(diào)。振幅調(diào)制過(guò)程：振幅調(diào)制過(guò)程： 解調(diào)過(guò)程

12、解調(diào)過(guò)程 AM調(diào)制調(diào)制 DSB調(diào)制調(diào)制 SSB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 5.4 調(diào)調(diào)幅幅信號(hào)的解調(diào)信號(hào)的解調(diào) 5.4.1調(diào)幅解調(diào)的方法調(diào)幅解調(diào)的方法 1 包絡(luò)檢波包絡(luò)檢波 t調(diào)幅波調(diào)幅波調(diào)幅波頻譜調(diào)幅波頻譜c+c- - c輸出信號(hào)頻譜輸出信號(hào)頻譜包絡(luò)檢波輸出包絡(luò)檢波輸出t 非線形電路非線形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 由于由于DSB和和SSB信號(hào)

13、的包絡(luò)不同于調(diào)制信號(hào)，不能用包信號(hào)的包絡(luò)不同于調(diào)制信號(hào)，不能用包絡(luò)檢絡(luò)檢 波器，波器，只能用同步檢波器，但只能用同步檢波器，但需注意同步檢波過(guò)程中，需注意同步檢波過(guò)程中，為了正常解調(diào)，必須恢復(fù)載波信號(hào)，而所恢復(fù)的載波必須與為了正常解調(diào)，必須恢復(fù)載波信號(hào)，而所恢復(fù)的載波必須與原調(diào)制載波同步（即同頻同相）。原調(diào)制載波同步（即同頻同相）。 乘法器乘法器低通濾波器低通濾波器uDSBuou2 同步檢波同步檢波包絡(luò)檢波器包絡(luò)檢波器 加法器加法器uDSBuouuAM解調(diào)解調(diào)載波載波 (1) 電壓傳輸系數(shù)電壓傳輸系數(shù)Kd 3. 檢波電路的檢波電路的主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo) 是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓

14、振幅之比。是指檢波電路的輸出電壓和輸入高頻電壓振幅之比。 當(dāng)檢波電路的輸入當(dāng)檢波電路的輸入信號(hào)信號(hào)為高頻等幅波，即為高頻等幅波，即ui(t)=Uimcosct時(shí)，時(shí)，Kd定義為輸出直流電壓定義為輸出直流電壓Uo與輸入高頻電壓振幅與輸入高頻電壓振幅Uim的比值，即的比值，即 當(dāng)輸入高頻調(diào)幅波當(dāng)輸入高頻調(diào)幅波ui(t)=Uim(1+macost)cosct時(shí)，時(shí)，Kd定義定義為輸出低頻信號(hào)為輸出低頻信號(hào)分量的振幅分量的振幅Um與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化與輸入高頻調(diào)幅波包絡(luò)變化的振幅的振幅maUim的比值，即的比值，即 (2) 等效輸入電阻等效輸入電阻Rid imodUUK imamdUmUK 因?yàn)闄z

15、波器是非線性電路，因?yàn)闄z波器是非線性電路，Rid的定義與線性放大器是不相的定義與線性放大器是不相同的。同的。Rid定義為輸入高頻等幅電壓的振幅定義為輸入高頻等幅電壓的振幅Uim，與輸入端高頻，與輸入端高頻脈沖電流基波分量的振幅之比，即脈沖電流基波分量的振幅之比，即 1mimidIUR (3) 非線性失真系數(shù)非線性失真系數(shù)Kf 非線性失真的大小，一般用非線性失真系數(shù)非線性失真的大小，一般用非線性失真系數(shù)Kf表示。當(dāng)輸入表示。當(dāng)輸入信號(hào)信號(hào)為單頻調(diào)制的調(diào)幅波時(shí)，為單頻調(diào)制的調(diào)幅波時(shí)，Kf定義為定義為 UUUKf2322式中，式中，U、U2、U3分別為輸出電壓中調(diào)制信號(hào)的基波和各分別為輸出電壓中調(diào)制

16、信號(hào)的基波和各次諧波分量的有效值。次諧波分量的有效值。 (4) 高頻濾波系數(shù)高頻濾波系數(shù)F 檢波器輸出電壓中的高頻分量應(yīng)該盡可能的被濾除，以免檢波器輸出電壓中的高頻分量應(yīng)該盡可能的被濾除，以免產(chǎn)生高頻寄生反饋，導(dǎo)致接收機(jī)工作不穩(wěn)定。產(chǎn)生高頻寄生反饋，導(dǎo)致接收機(jī)工作不穩(wěn)定。 高頻濾波系數(shù)的定義為，輸入高頻電壓的振幅高頻濾波系數(shù)的定義為，輸入高頻電壓的振幅Uim與輸出高與輸出高頻電壓的振幅頻電壓的振幅Uom的比值，即的比值，即moim UUF 在輸入高頻電壓一定的情況下，濾波系數(shù)在輸入高頻電壓一定的情況下，濾波系數(shù)F越大，則檢波器輸出越大，則檢波器輸出端的高頻電壓越小，濾波效果越好。通常要求端的高

17、頻電壓越小，濾波效果越好。通常要求F(50100)。 5.4.2 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 1. 大信號(hào)大信號(hào)包絡(luò)包絡(luò)檢波的工作原理檢波的工作原理 (1) 電路組成電路組成 ZL+- -uiVDRC+- -uiRui+- -Crd它是由輸入回路、二極管它是由輸入回路、二極管VD和和RC低低通濾波器組成。通濾波器組成。 RC低通濾波電路有兩個(gè)作用：低通濾波電路有兩個(gè)作用： 對(duì)低頻調(diào)制信號(hào)對(duì)低頻調(diào)制信號(hào)u來(lái)說(shuō)，電容來(lái)說(shuō)，電容C的的容抗容抗 ，電容，電容C相當(dāng)于開(kāi)路，電阻相當(dāng)于開(kāi)路，電阻R就作為檢波器的負(fù)載，其兩端產(chǎn)生輸就作為檢波器的負(fù)載，其兩端產(chǎn)生輸出低頻解調(diào)電壓出低頻解調(diào)電壓

18、 RC1 對(duì)高頻載波信號(hào)對(duì)高頻載波信號(hào)uc來(lái)說(shuō)，電容來(lái)說(shuō)，電容C的容抗的容抗 ，電容，電容C相當(dāng)于相當(dāng)于短路，起到對(duì)高頻電流的旁路作用，即濾除高頻信號(hào)。短路，起到對(duì)高頻電流的旁路作用，即濾除高頻信號(hào)。 RC c1理想情況下，理想情況下，RC低通濾波網(wǎng)絡(luò)所呈現(xiàn)的阻抗為低通濾波網(wǎng)絡(luò)所呈現(xiàn)的阻抗為: : RZZZ)(0)()(cL1. 大信號(hào)大信號(hào)包絡(luò)包絡(luò)檢波的工作原理檢波的工作原理(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 當(dāng)輸入信號(hào)當(dāng)輸入信號(hào)ui(t)為調(diào)幅波時(shí)，那么載波為

19、調(diào)幅波時(shí)，那么載波正半周時(shí)二極管正向?qū)?，輸入高頻電壓正半周時(shí)二極管正向?qū)?，輸入高頻電壓通過(guò)二極管對(duì)電容通過(guò)二極管對(duì)電容C充電，充電時(shí)間常數(shù)充電，充電時(shí)間常數(shù)為為rdC。因?yàn)橐驗(yàn)閞dC較小，充電很快，電容上較小，充電很快，電容上電壓建立的很快電壓建立的很快,輸出電壓輸出電壓uo(t) 很快增長(zhǎng)很快增長(zhǎng) 。 作用在二極管作用在二極管VD兩端上的電壓為兩端上的電壓為ui(t)與與uo(t)之差，即之差，即uD= ui- - uo。所以二。所以二極管的導(dǎo)通與否取決于極管的導(dǎo)通與否取決于uD 當(dāng)當(dāng)uD= ui- - uo0，二極管導(dǎo)通；二極管導(dǎo)通；當(dāng)當(dāng)uD= ui- - uo50)353121tan

20、3153 3333RrRgdd 代入上式可得：代入上式可得：ttmUucaimi cos)cos1( )cos1()(tmUKtuaimdo cosKRd（2）檢波的等效輸入電阻）檢波的等效輸入電阻idR 峰值檢波器常作為超外差接收機(jī)峰值檢波器常作為超外差接收機(jī)中放末級(jí)的負(fù)載中放末級(jí)的負(fù)載，故其輸入故其輸入阻抗對(duì)前級(jí)的有載阻抗對(duì)前級(jí)的有載Q值及回路阻抗有直接影響值及回路阻抗有直接影響，這也是峰值檢波這也是峰值檢波器的主要缺點(diǎn)。器的主要缺點(diǎn)。討論：討論： 當(dāng)當(dāng)VD和和R確定后，確定后，即即為恒定值，與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)，為恒定值，與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)，亦即檢波效率恒定，與輸入信號(hào)的值無(wú)關(guān)。表明輸入已

21、調(diào)波的包絡(luò)亦即檢波效率恒定，與輸入信號(hào)的值無(wú)關(guān)。表明輸入已調(diào)波的包絡(luò)與輸出信號(hào)之間為線性關(guān)系，故稱為線性檢波與輸出信號(hào)之間為線性關(guān)系，故稱為線性檢波 則輸出信號(hào)為：則輸出信號(hào)為： 當(dāng)當(dāng)1 dK1 dK但但理想值理想值50 gR9 . 0 dK一般當(dāng)一般當(dāng)，一般計(jì)算方法為：一般計(jì)算方法為：當(dāng)輸入信號(hào)為：當(dāng)輸入信號(hào)為：3333RrRgDd 檢波器的輸入電阻檢波器的輸入電阻Rid是為研究檢波器是為研究檢波器對(duì)其輸入諧振回路影響的大小而定義的，對(duì)其輸入諧振回路影響的大小而定義的，因而，因而，Rid是對(duì)載波頻率信號(hào)呈現(xiàn)的參量是對(duì)載波頻率信號(hào)呈現(xiàn)的參量。若設(shè)輸入信號(hào)為等幅載波信號(hào)若設(shè)輸入信號(hào)為等幅載波信號(hào)

22、tUucimi cos +- -uo中放末級(jí)中放末級(jí)RsVDRCsCLsisRid+- -uiKdUimui(t)t 忽略二極管導(dǎo)通電阻忽略二極管導(dǎo)通電阻rd上的損耗功率，上的損耗功率，由能量守恒的原則，檢波器輸入端口的高由能量守恒的原則，檢波器輸入端口的高頻功率頻功率 id2im2RURUK2im2d 全部轉(zhuǎn)換為輸出端負(fù)載電阻全部轉(zhuǎn)換為輸出端負(fù)載電阻R上消耗上消耗的功率的功率 即有即有 RUKRU2im2did2im2 又因又因Kd=cos 1 RR21id 所以所以 (1) 惰性失真惰性失真會(huì)造成輸出波形不隨輸入信號(hào)包絡(luò)而變化，從而產(chǎn)生失真，會(huì)造成輸出波形不隨輸入信號(hào)包絡(luò)而變化，從而產(chǎn)生失

23、真，這種失這種失真是由于電容放電惰性引起的，故稱為惰性失真。真是由于電容放電惰性引起的，故稱為惰性失真。 在二極管峰值型檢波器中，存在著兩種特有失真在二極管峰值型檢波器中，存在著兩種特有失真： 惰性失真惰性失真 底部切割失真底部切割失真3. 檢波器的失真檢波器的失真 一般為了提高檢波效率和濾波效果，（一般為了提高檢波效率和濾波效果，（C越大，高頻波紋越?。酱?，高頻波紋越?。?，總希望選取較大的總希望選取較大的R，C值，但值，但如果如果R，C 取值過(guò)大，使取值過(guò)大，使R，C的放電時(shí)的放電時(shí)間常數(shù)間常數(shù)RC 所對(duì)應(yīng)的放電速度小于輸入信號(hào)所對(duì)應(yīng)的放電速度小于輸入信號(hào)(AM)包絡(luò)下降速度時(shí)，包絡(luò)下降

24、速度時(shí)，(2) 產(chǎn)生惰性失真的原因：產(chǎn)生惰性失真的原因： 輸入輸入AM信號(hào)包絡(luò)的變化率信號(hào)包絡(luò)的變化率RC放電的速率放電的速率(3)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上電壓的上電壓的變化率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號(hào)的變化率應(yīng)大于或等于包絡(luò)信號(hào)的變化率，即變化率，即ttUtuAMC )(tui(t)與與uc(t)uc(t)ui(t)另外，另外，在二極管截止瞬間，電容兩端所保持的電壓近似等于輸入信號(hào)在二極管截止瞬間，電容兩端所保持的電壓近似等于輸入信號(hào)的峰值。的峰值。即即ttmUuaimi0cos)cos1( )cos1()(tmUtUaimAM 1si

25、n)(tUmttUimaAM )cos1(tmUuaimC RCttaimCetmUtu1)cos1()(1 )cos1(111tmURCtuaimttC 11sin)cos1(1tmUmtmURCaimaim 若設(shè)輸入信號(hào)若設(shè)輸入信號(hào)AM信號(hào)：信號(hào)： 包絡(luò)信號(hào)為：包絡(luò)信號(hào)為：在在t1時(shí)刻包絡(luò)時(shí)刻包絡(luò)的的變化率變化率:那么電容那么電容C通過(guò)通過(guò)R放電的電壓關(guān)系為：放電的電壓關(guān)系為： 時(shí)刻不產(chǎn)生惰性失真的條件為：時(shí)刻不產(chǎn)生惰性失真的條件為：1t所以要求在所以要求在(4)分析：分析：則有：則有：1cos1sin11 tmtmRCAaa1t)(tUAMCu實(shí)際上不同的實(shí)際上不同的 ，和和下降速度不同

26、。下降速度不同。為為在任何時(shí)刻都避免產(chǎn)生惰性失真，在任何時(shí)刻都避免產(chǎn)生惰性失真，必須保證必須保證A值取最大時(shí)仍有值取最大時(shí)仍有1max A故令故令:0 dtdA 0cos1sincos)cos1(22222 tmtRCmttmmRCdtdAaaaa即：即：;cosamt 221cos1sinamtt 可解得：可解得：aammRC 21有有 實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)際應(yīng)用中，由于調(diào)制信號(hào)總占有一定的頻帶由于調(diào)制信號(hào)總占有一定的頻帶(minmax)，并，并且各頻率分量所對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)且各頻率分量所對(duì)應(yīng)的調(diào)制系數(shù)ma也不相同，設(shè)計(jì)檢波器時(shí)，應(yīng)該也不相同，設(shè)計(jì)檢波器時(shí)，應(yīng)該用最大調(diào)制度用最大調(diào)制度mmax和最高

27、調(diào)制頻率和最高調(diào)制頻率max來(lái)檢驗(yàn)有無(wú)惰性失真，其檢來(lái)檢驗(yàn)有無(wú)惰性失真，其檢驗(yàn)公式為驗(yàn)公式為可見(jiàn)，可見(jiàn)，ma，越大，信號(hào)包絡(luò)變化越快，要求越大，信號(hào)包絡(luò)變化越快，要求RC的值就應(yīng)該越小。的值就應(yīng)該越小。maxmax2max1mmRC )cos1(tmUaim Uim(1-ma)(2)底部切割失真底部切割失真1) 原因：一般為了取出低頻調(diào)制信號(hào)，檢波器與后級(jí)低頻放大器的原因：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：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： Ui mRRRUULDCR UR二極管截止，檢波輸出信號(hào)不跟

28、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) UR Uim(1-ma)ttmUucaimi cos)cos1( UR或或mindL1CR mindL1 CR 通常通常Cd取值較大取值較大( (一般為一般為510F) )，在在Cd兩端的直流電壓兩端的直流電壓UDC，大小近似等，大小近似等于載波電壓振幅于載波電壓振幅UDC=KdUim UDC經(jīng)經(jīng)R和和RL分壓后在分壓后在R上產(chǎn)生上產(chǎn)生的直流電壓為：的直流電壓為： 由于由于UR對(duì)對(duì)檢波檢波二極管二極管VD來(lái)說(shuō)來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓，會(huì)影相當(dāng)于一個(gè)反向偏置電壓，會(huì)影響二極管的工作狀態(tài)。響二極

29、管的工作狀態(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UR , 顯然，顯然，RL越小，越小，UR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，ma值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅值越大，調(diào)幅波包絡(luò)的振幅maUim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Uim(1- -ma)越小，底部切越小，底部切割割失真也越易產(chǎn)生。失真也越易產(chǎn)生。 后級(jí)放大器后級(jí)放大器ui+- -CRLRVDCd+UDC - -+- -UR+u(t)- - 要防止這種失真，必須要求調(diào)幅波要防止這種失真，必須要求調(diào)幅波包絡(luò)的負(fù)峰值包絡(luò)的負(fù)峰值Uim

30、(1- -ma) 大于直流電大于直流電壓壓UR。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=RL/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為直為直流負(fù)載電阻。流負(fù)載電阻。 一般：一般： 1)/( idsscLRRCQ (1) 回路有載回路有載LQ要大：這應(yīng)該從選擇性及通頻帶的要求來(lái)考慮。要大：這應(yīng)該從選擇性及通頻帶的要求來(lái)考慮。cTRC 為高頻載波周期為高頻載波周期cT(2) 為發(fā)保證輸出的高頻紋波小為發(fā)保證輸出的高頻紋波小要求：要求：cRC 1 即即 4. 檢波器設(shè)計(jì)及元件

31、參數(shù)的選擇檢波器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的選擇 (3) 為了減少輸出信號(hào)的頻率失真（輸出信號(hào)為一個(gè)低頻限帶信號(hào)）為了減少輸出信號(hào)的頻率失真（輸出信號(hào)為一個(gè)低頻限帶信號(hào)）要求：要求： 不不影影響響下下限限頻頻率率不不影影響響上上限限頻頻率率ddLCCRCRCminmax11 min maxmaxmax2maxmm1RC (4) 為了避免惰性失真：要求：為了避免惰性失真：要求：LLRRRm RRRL/(5) 為了避免底部切割失真：為了避免底部切割失真：或或+- -u中放末級(jí)中放末級(jí)RidRLCVDRCsLsRsisCd 疊加型疊加型乘積型乘積型同步檢波器可分為：同步檢波器可分為：三同步檢波三同步檢波(Syn

32、chronous Detection)注意：兩種檢波器注意：兩種檢波器都需要接收端恢復(fù)載波都需要接收端恢復(fù)載波1. 乘積型乘積型乘法器乘法器低通濾低通濾 波器波器uDSBuc 本地載波本地載波u(t)設(shè)輸入已調(diào)波：設(shè)輸入已調(diào)波：ttUucDSB coscos )cos(1 tUucc 而恢復(fù)的本地載波為：而恢復(fù)的本地載波為： 則相乘器輸出為：則相乘器輸出為： tttUUtttUUuuccccccDSB111coscoscos21)cos(coscos則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為：則經(jīng)低通濾波器后的輸出信號(hào)為： cc 1令令)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUuccc oo22

33、本地載波本地載波DSB信號(hào)信號(hào)討論：討論： (1)當(dāng)恢復(fù)的本地載波與發(fā)射端的調(diào)制載波同步（同頻，同相）當(dāng)恢復(fù)的本地載波與發(fā)射端的調(diào)制載波同步（同頻，同相）則有：則有：0 c 0 tUu cos無(wú)失真將調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái)無(wú)失真將調(diào)制信號(hào)恢復(fù)出來(lái) 00 c(2)若本地載波與調(diào)制載波有頻差，即：若本地載波與調(diào)制載波有頻差，即：ttUuc coscos 即引起振幅失真。即引起振幅失真。 tUucoscos 則則 cos 引入一個(gè)振幅的衰減因子引入一個(gè)振幅的衰減因子，如果，如果隨時(shí)間變化，也會(huì)引起振幅失真。隨時(shí)間變化，也會(huì)引起振幅失真。乘法器乘法器低通濾低通濾 波器波器uDSBuc 本地載波本地載波u(t)cos(cos)cos(cos21 ttUttUUuccc(3) 若本地載波與調(diào)制載波有相位差，若本地載波