1、實驗十一 包絡檢波及同步檢波實驗 一、實驗目的1、 進一步了解調幅波的原理,掌握調幅波的解調方法。 2、 掌握二極管峰值包絡檢波的原理。 3、 掌握包絡檢波器的主要質量指標,檢波效率及各種波形失真的現 象，分析產生的原因并思考克服的方法。 4、 掌握用集成電路實現同步檢波的方法。 二、實驗內容 1、 完成普通調幅波的解調。 2、 觀察抑制載波的雙邊帶調幅波的解調。 3、 觀察普通調幅波解調中的對角切割失真，底部切割失真以及檢波 器不加高頻濾波時的現象。 三、實驗儀器 1、 信號源模塊 1 塊 2、 頻率計模塊 1 塊 3、 4 號板 1 塊 4、 雙蹤示波器 1 臺 1 / 135、 萬用表

2、1 塊 三、實驗原理 檢波過程是一個解調過程，它與調制過程正好相反。檢波器的作用是從振幅受調制的高頻信號中還原出原調制的信號。還原所得的信號，與高頻調幅信號的包絡變化規律一致，故又稱為包絡檢波器。 假如輸入信號是高頻等幅信號，則輸出就是直流電壓。這是檢波器的一種特殊情況，在測量儀器中應用比較多。例如某些高頻伏特計的探頭，就是采用這種檢波原理。 若輸入信號是調幅波，則輸出就是原調制信號。這種情況應用最廣泛，如各種連續波工作的調幅接收機的檢波器即屬此類。 從頻譜來看，檢波就是將調幅信號頻譜由高頻搬移到低頻。檢波過程也是應用非線性器件進行頻率變換，首先產生許多新頻率，然后通過濾波器，濾除無用頻率分量

3、，取出所需要的原調制信號。 常用的檢波方法有包絡檢波和同步檢波兩種。全載波振幅調制信號的包絡直接反映了調制信號的變化規律，可以用二極管包絡檢波的方法進行解調。而抑制載波的雙邊帶或單邊帶振幅調制信號的包絡不能直接反映調制信號的變化規律，無法用包絡檢波進行解調，所以采用同步檢波方法。 1、二極管包絡檢波的工作原理 當輸入信號較大(大于0.5伏)時，利用二極管單向導電特性對振幅調制信號的解調，稱為大信號檢波。檢波的物理過程如下：在高頻信號電壓的正半周時，二極管正向導通并對電容器 C 充電，由于二極管的正向導通電阻很小，所以充電電流iD 很大，使電容器上的電壓 VC 很快就接近高頻電壓的峰值。 這個電

4、壓建立后通過信號源電路，又反向地加到二極管 D 的兩端。這時二極管導通與否，由電容器 C 上的電壓 VC和輸入信號電壓 Vi共同決定.當高頻信號的瞬時值小于 VC時，二極 管處于反向偏置，管子截止，電容器就會通過負載電阻 R 放電。由于放電時間常數 RC 遠大于調頻電壓的周期，故放電很慢。當電容器上的電壓下降不多時，調頻信號第二個正半周的電壓又超過二極管上的負壓，使二極管又導通。只要充電很快，即充電時間常數 RdC· 很小(Rd為二極管導通時的內阻)：而放電時間常數足夠慢，即放電時問常數 RC· 很大，滿足 Rd·C<<RC，就可使輸出電壓 c v 的

5、幅度接近于輸入電壓 i v 的幅度，即傳輸系數接近 l。另外，由于正向導電時間很短，放電時間常數又遠大于高頻電壓周期(放電時c v的基本不變)，所以輸出電壓 c v 的起伏是很小的，可看成與高頻調幅波包絡基本一致。而高頻調幅波的包絡又與原調制信號的形狀相同，故輸出電壓 c v 就是原來的調制信號，達到了解調的目的。 本實驗電路主要由二極管 D 及 RC 低通濾波器組成，利用二極管的單向導電特性和檢波負載 RC 的充放電過程實現檢波，所以 RC 時間常數的選擇很重要。RC時間常數過大，則會產生對角切割失真又稱惰性失真。RC 常數太小，高頻分量會濾不干凈。當檢波器的直流負載電阻R與交流音頻負載電阻

6、 R不相等，而且調幅度ma又相當大時會產生負峰切割失真（又稱底邊切割失真），為了保證不產生負峰切割失真應滿足 ma<R/R。2、同步檢波 （1）同步檢波原理 同步檢波器用于對載波被抑止的雙邊帶或單邊帶信號進行解調。它的特點是必須外加一個頻率和相位都與被抑止的載波相同的同步信號。同步檢波器的名稱由此而來。 4、 實驗步驟1、 二極管包絡檢波 1、 連線框圖如圖所示用信號源和 4 號板幅度調制部分產生實驗中需要的信號，然后經二極管包絡檢波后用示波器觀測輸出波形。2、 解調全載波調幅信號（1）m<30%的調幅波檢波 按調幅實驗中實驗內容獲得峰峰值 Vp-p=2V、 m<30%的已調

7、波(音頻調制信號頻率約為1K) 。將開關 S1 撥為 10，S2 撥為 00，將示波器接入 TP4 處，觀察輸出波形. （3） 加大調制信號幅度,使 m=100%,觀察記錄檢波輸出波形. 3、觀察對角切割失真 保持以上輸出，將開關 S1 撥為“01”，檢波負載電阻由 2.2K 變為 20K ，在 TP4 處用示波器觀察波形并記錄,與上述波形進行比較。 4、觀察底部切割失真 將開關 S2 撥為“10”， S1 仍為“01”，在 TP4 處觀察波形，記錄并與正常解調波形進行比較。 二、集成電路（乘法器）構成解調器 1、連線框圖如圖所示 2、解調全載波信號 按調幅實驗中實驗內容獲得調制度分別為 30

8、，100及>100的調幅波。將它們依次加至解調器調制信號輸入端 P8，并在解調器的載波輸入端 P7 加上與調幅信號相同的載波信號,分別記錄解調輸出波形，并與調制信號對比。 3、解調抑制載波的雙邊帶調幅信號 按調幅實驗中實驗內容的條件獲得抑制載波調幅波，加至解調器調制信號輸入端P8，觀察記錄解調輸出波形，并與調制信號相比較。5、 實驗結果對角切割失真：產生對角切割失真的原因：Rc放電太慢。當輸入為調幅波時，過分增大RL和C值，致使二極管截止期間C通過RL的放電速度過慢，在某t1時刻跟不上輸入調幅波包絡的下降速度，輸出平均電壓就會產生失真。底部切割失真：產生底部切割失真的原因：直流電阻和交流

9、電阻不匹配。檢波器的直流負載電阻R與交流音頻負載電阻 R不相等，而且調幅度ma又相當大。解調全載波信號： m=1 m<1 m>1解調抑制載波的雙邊帶調幅信號：從工作頻率上限、劍波線性以及電路復雜性三個方面比較二極管包絡檢波和同步檢波： 二極管包絡檢波器適合于解調含有較大載波分量的大信號的檢波過程，它具有電路簡單，易于實現的特點。它主要由二極管D及RC低通濾波器組成，它利用二極管的單向導電特性和檢波負載RC的充放電過程實現檢波。 同步檢波器 對AM、DSB等調幅波均適用。檢波線性好，即使在小信號狀態也不會產生較大失真。六、實驗體會 通過這次試驗，我進一步了解了調幅波的原理,掌握調幅波的解調方法；掌握了二極管峰值包絡檢波的原理；掌握了包絡檢波器的主要質量指標,檢波效率及各種波形失真的現象；學會了用集成電路實現同步檢波的方法。 這次實驗