9.9包络检波

封面西藏·阿里·革吉·盐湖畔返回引言本页完引言检波，就是把调幅波中的调制信号取出，即将调幅波中变化振幅的包络线取出，是调制的相反过程。本节研究连续波串联式二极管大信号包络检波。二极管大信号包络检波电路比较简单，但不适用于平衡调幅波的检波。返回引言本页完引言返回一般调幅波vi(t)tOvΩOt利用二极管的单向导电性检出正半周或负半周。利用低通滤波器把调制信号(包络线)取出，滤除高频信号。一般调幅波中代表调制信号的是这一段包络线。iD(t)引言一般调幅波vi(t)tOvΩOtiD(t)本页完引言返回平衡调幅波vi(t)tO平衡调幅波中代表调制信号的是这一段包络线。利用低通滤波器取出的并不是调制信号(包络线)，造成失真。若仍利用二极管单向导电性检出正半周或负半周。vΩtOiD(t)本节学习要点和要求掌握二极管包络检波原理返回了解包络检波器的质量指标主页包络检波主页使用说明：要学习哪部分内容，只需把鼠标移到相应的目录上单击鼠标左键即可，按空格键或鼠标左键进入下一页。结束包络检波器工作原理的数学分析包络检波器工作的物理过程藏妹子返回包络检波的失真一、包络检波器工作原理的数学分析1、电路形式2、各点波形输入电压波形二极管电流波形一、包络检波器工作原理的数学分析包络检波继续本页完低通滤波器D+-vCLCRiD+-v(t)经二极管检波后的电流iDOt1、包络检波器的电路形式2、包络检波器各点波形输入调幅波v(t)Ot一、包络检波器工作原理的数学分析1、包络检波器的电路形式2、包络检波器各点波形输出波形包络检波继续本页完低通滤波器输入调幅波v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)经低通滤波器滤波后的输出电压。vCtO一、包络检波器工作原理的数学分析3、包络检波器工作原理的数学分析包络检波继续本页完低通滤波器v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)viDOiD≈av3、包络检波器工作原理的数学分析对于大信号检波，输入信号基本工作在二极管的线性区，所以二极管的特性曲线可近似用直线替代。设二极管的特性曲线方程为iD≈av(v0)输入调幅波的表达式为v=Vc(1+msinΩt)sinω0t所以iD≈aVc(1+msinΩt)sinω0t一个载波周期T内iD的平均值20TID≈—T1aVc(1+msinΩt)sinω0tdt一个周期内积分本应是0~T，但因为只在v0时才有意义，所以积分实际只在0~(T/2)内进行。一、包络检波器工作原理的数学分析一个载波周期T内iD的平均值包络检波继续低通滤波器v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)viDOiD≈av3、包络检波器工作原理的数学分析20TID≈—T1aVc(1+msinΩt)sinω0tdt一、包络检波器工作原理的数学分析3、包络检波器工作原理的数学分析电流平均值的数学表达式包络检波继续本页完低通滤波器v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)viDOiD≈av一个载波周期T内iD的平均值20TID≈—T1aVc(1+msinΩt)sinω0tdt20T=———————Tsinω0tdtaVc(1+msinΩt)(1+msinΩt)是调幅波的振幅变化，由于载波的一个周期远远小于包络线的周期，因而载波一个周期内的振幅可看成是常数。=——+———sinΩtπaVcaVcmπ一、包络检波器工作原理的数学分析3、包络检波器工作原理的数学分析一个载波周期T内iD的平均值ID=——+———sinΩtπaVcaVcmπ包络检波继续低通滤波器v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)viDOiD≈av一、包络检波器工作原理的数学分析3、包络检波器工作原理的数学分析一个载波周期T内iD的平均值平均电流的直流分量包络检波继续本页完低通滤波器v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)viDOiD≈avID=——+———sinΩtπaVcaVcmπ由上式可以看出，检波后电流中的第一项为直流成分，在负载R上产生直流压降，其大小与Vc成正比，一般可作为收音机中自动音量控制用，若不需要，可通过隔直电容隔离。一、包络检波器工作原理的数学分析3、包络检波器工作原理的数学分析一个载波周期T内iD的平均值ID=——+———sinΩtπaVcaVcmπ平均电流的调制分量包络检波继续本页完低通滤波器v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)viDOiD≈av检波后的第二项正是我们需要的调制信号(如音频信号)，在负载R上产生与调制信号成线性关系的交流压降，因此可以获得几乎无失真的调制信号电压。一、包络检波器工作原理的数学分析3、包络检波器工作原理的数学分析一个载波周期T内iD的平均值ID=——+———sinΩtπaVcaVcmπ▶包络检波器工作原理的数学分析结束页包络检波继续本页完低通滤波器v(t)OtD+-vCLCRiD+-v(t)viDOiD≈av检波后的第二项正是我们需要的调制信号(如音频信号)，在负载R上产生与调制信号成线性关系的交流压降，因此可以获得几乎无失真的调制信号电压。本内容学习结束，单击继续，继续学习《包络检波器工作的物理过程》内容；单击返回，返回学习主页。返回继续二、包络检波器工作的物理过程二、包络检波器工作的物理过程包络检波器工作的物理过程概述包络检波继续本页完D+-vCLCRiD+-v(t)tv(t)O虽然输入的是调幅波，有正、负半周，但因为二极管的单向导电性，所以流经二极管的电流iD只在正半周内出现，并利用电容的充放电检出包络线。tv(t)O二、包络检波器工作的物理过程高频信号电压上升时包络检波继续本页完D+-vCLCRiD+-v(t)1、当高频信号上升时，iD对电容C充电。vC令上升。1、当高频信号上升时，iD对电容C充电。vC令上升。vC虽然输入的是调幅波，有正、负半周，但因为二极管的单向导电性，所以流经二极管的电流iD只在正半周内出现，并利用电容的充放电检出包络线。tv(t)O二、包络检波器工作的物理过程高频信号电压下降及负半周时包络检波继续本页完D+-vCLCRiD+-v(t)vC虽然输入的是调幅波，有正、负半周，但因为二极管的单向导电性，所以流经二极管的电流iD只在正半周内出现，并利用电容的充放电检出包络线。2、当高频信号下降及负半周时，由于电容C上的电压高于输入电压，令二极管截止，电容C对R放电，vC下降。2、当高频信号下降及负半周时，由于电容C上的电压高于输入电压，令二极管截止，电容C对R放电，vC下降。tv(t)O二、包络检波器工作的物理过程高频信号电压再次上升时包络检波继续本页完D+-vCLCRiD+-v(t)vC虽然输入的是调幅波，有正、负半周，但因为二极管的单向导电性，所以流经二极管的电流iD只在正半周内出现，并利用电容的充放电检出包络线。3、直至高频信号正半周并上升至略大于电容C上电压时，二极管重新导通，再次向电容C充电，vC再次上升。tv(t)O二、包络检波器工作的物理过程输出电压的最终波形包络检波继续本页完D+-vCLCRiD+-v(t)vC4、如此不断重复，vC的输出近似为包络线形状。5、虽然vC为锯齿状，但因为放电常数远大于高频电压周期，且高频周期很小，所以vC起伏很小，可以看成输出是包络线形状。虽然输入的是调幅波，有正、负半周，但因为二极管的单向导电性，所以流经二极管的电流iD只在正半周内出现，并利用电容的充放电检出包络线。二、包络检波器工作的物理过程低通滤波器元件选择原则包络检波继续本页完D+-vCLCRiD+-v(t)vCtv(t)O低通滤波器元件选择R为负载电阻，应选取数值较大。C为负载电容，亦称为滤波电容，它的值应选取得在高频时，其阻抗远小于R，可视为短路，而在低频时，其阻抗远大于R，可视为开路。二、包络检波器工作的物理过程▶包络检波器工作的物理过程结束页包络检波继续本页完D+-vCLCRiD+-v(t)vCtv(t)O本内容学习结束，单击继续，继续学习《包络检波的失真》内容；单击返回，返回学习主页。返回继续低通滤波器元件选择R为负载电阻，应选取数值较大。C为负载电容，亦称为滤波电容，它的值应选取得在高频时，其阻抗远小于R，可视为短路，而在低频时，其阻抗远大于R，可视为开路。三、包络检波的失真三、包络检波的失真1、隋性失真（对角线失真）隋性失真的机理包络检波继续本页完vCtv(t)OD+-vCLCRiD+-v(t)1、惰性失真（对角线失真）若RC取值过大，令C的放电速度过慢，当高频信号下降时输出电压vC不能同步下降，形成对角线失真。若RC取值过大，使C的放电速度过慢，当高频信号下降时输出电压vC不能同步下降，形成对角线失真。三、包络检波的失真消除隋性失真的方法包络检波继续本页完vCtv(t)OD+-vCLCRiD+-v(t)1、惰性失真（对角线失真）为了防止惰性失真，只要适当选择RC的数值，使C的放电加快，能跟上高频信号电压包络的变化即可。三、包络检波的失真2、负峰值失真包络检波继续本页完2、负峰值失真实际应用时，检波器后还接上隔直电容和下级的输入电阻(或是音量调节电位器)等。ID=——+———sinΩtπaVcaVcmπ因为检波后得出的电流为即直流量和调制信号的叠加iDOt+-vΩriCcDLCRiD+-v(t)三、包络检波的失真接上负载后直流通路分析包络检波继续本页完2、负峰值失真实际应用时，检波器后还接上隔直电容和下级的输入电阻(或是音量调节电位器)等。ID=——+———sinΩtπaVcaVcmπ因为检波后得出的电流为即直流量和调制信号的叠加+-vΩriCcDLCRiD+-v(t)这就造成了直流通路与交流通路发生了变化。直流通路不变，因为直流量不发生变化。直流通路阻值不变，因此直流量不发生变化。iDOt三、包络检波的失真接上负载后交流通路的分析包络检波继续本页完2、负峰值失真实际应用时，检波器后还接上隔直电容和下级的输入电阻(或是音量调节电位器)等。ID=——+———sinΩtπaVcaVcmπ因为检波后得出的电流为即直流量和调制信号的叠加+-vΩriCcDLCRiD+-v(t)直流通路不变，因为直流量不发生变化。交流通路的阻值(R//ri)变小了，因此交流电流增大。交流分量若太大时，会造成负峰值失真。iDOt三、包络检波的失真负峰值失真的消除方法包络检波继续本页完2、负峰值失真实际应用时，检波器后还接上隔直电容和下级的输入电阻(或是音量调节电位器)等。要消除负峰值失真，必须适当调整R的数值，具体方法同学们自行参考教科书。+-vΩriCcDLCRiD+-v(t)交流分量若太大时，会造成负峰值失真。iDOt三、包络检波的失真▶本节内容结束页包络检波继续本页完2、负峰值失真实际应用时，检波器后还接上隔直电容和下级的输入电阻(或是音量调节电位器)等。要消除负峰值失真，必须适当调整R的数值，具体方法同学们自行参考教科书。+-vΩriCcDLCRiD+-v(t)交流分量若太大时，会造成负峰值失真。iDOt本节内容学习结束，单击结束，结束学习；单击返回，返回学习主页。返回结束再见