高频电子线路实验指导书 - 图文(7)

2019-03-16 19:24

高频电子线路实验说明书

高。放电时,因电阻RL比rD大得多(通常RL?5~10k?),放电慢,故uo(t)的波动小,并保证基本上接近于ui(t)的幅值。

如果ui(t)是高频等幅波,则uo(t)是大小为Uo的直流电压(忽略了少量的高频成分),这正是带有滤波电容的整流电路。

当输入信号ui(t)的幅度增大或减少时,检波器输出电压uo(t)也将随之近似成比例地升高或降低。当输入信号为调幅波时,检波器输出电压uo(t)就随着调幅波的包络线而变化,从而获得调制信号,完成检波作用。由于输出电压uo(t)的大小与输入电压的峰值接近相等,故把这种检波器称为峰值包络检波器。

图3-2 大信号检波原理

2.检波失真

检波输出可能产生三种失真:第一种是由于检波二极管伏安特性弯曲引起的失真;第二种是由于滤波电容放电慢引起的失真,它叫对角线失真(又叫对角线切割失真);第三种是由于输出耦合电容上所充的直流电压引起的失真,这种失真叫割底失真(又叫底部切割失真)。其中第一种失真主要存在于小信号检波器中,并且是小信号检波器中不可避免的失真,对于大信号检波器这种失真影响不大,主要是后两种失真,下面分别进行讨论。 (1)对角线失真

参见图3-1所示的电路,在正常情况下,滤波电容C对高频每一周充放电一次,

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每次充到接近包络线的电压,使检波输出基本能跟上包络线的变化。它的放电规律是按指数曲线进行,时间常数为RLC。假设RLC很大,则放电很慢,可能在随后的若干高频周期内,包络线电压虽已下降,而C上的电压还大于包络线电压,这就使二极管反向截止,失去检波作用,直到包络线电压再次升到超过电容上的电压时,才恢复其检波功能。在二极管截止期间,检波输出波形是C的放电波形,呈倾斜的对角线形状,如图3-3所示,故叫对角线失真,也叫放电失真。非常明显,放电愈慢或包络线下降愈快,则愈易发生这种失真。

3-3 对角线失真原理图

(2)割底失真

一般在接收机中,检波器输出耦合到下级的电容很大(5-10 ?F),图3-4中的C1为耦合电容。

图3-4

对检波器输出的直流而言,C1上充有一个直流电压Uo。如果输入信号ui(t)的调制度

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很深,以致在一部分时间内其幅值比C1上电压Uo还小,则在此期间内,二极管将处于反向截止状态,产生失真。此时电容上电压等于Uo,故表现为输出波形中的底部被切去,如图3-5所示。

图3-5 割底失真波形图

二.抑制载波调幅波的解调电路

包络检波器只能解调普通调幅波,而不能解调DSB和SSB信号。这是由于后两种已调信号的包络并不反映调制信号的变化规律,因此,抑制载波调幅波的解调必须采用同步检波电路,最常用的是乘积型同步检波电路。

乘积型同步检波器的组成方框图如图3-6所示。它与普通包络检波器的区别就在于接收端必须提供一个本地载波信号ur,而且要求它是与发端的载波信号同频、同相的同步信号。利用这个外加的本地载波信号ur与接收端输入的调幅信号ui两者相乘,可以产生原调制信号分量和其它谐波组合分量,经低通滤波器后,就可解调出原调制信号。

ui相乘器低通滤波器uour图3-6

乘积检波电路可以利用二极管环形调制器来实现。环形调制器既可用作调幅又可用作

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解调。利用模拟乘法器构成的抑制载波调幅解调电路,如图3-7所示。

图3-7 用模拟乘法器构成同步检波电路

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3-2 振幅解调实验电路

1.二极管包络检波

二极管包络检波器是包络检波器中最简单、最常用的一种电路。它适合于解调信号电平较大(俗称大信号,通常要求峰-峰值为1.5V以上)的AM波。它具有电路简单,检波线性好,易于实现等优点。本实验电路主要包括二极管、RC低通滤波器和低频放大部分,如图3-8所示。

图中,10D01为检波管,10C02、10R08、10C07构成低通滤波器,10R01、10W01为二极管检波直流负载,10W01用来调节直流负载大小,10R02与10W02相串构成二极管检波交流负载,10W02用来调节交流负载大小。开关10K01是为二极管检波交流负载的接入与断开而设置的,10K01置“on”为接入交流负载,10K01置“off”为断开交流负载。10K02开关控制着检波器是接入交流负载还是接入后级低放。开关10K02拨至左侧时接交流负载,拨至右侧时接后级低放。当检波器构成系统时,需与后级低放接通。10BG01、10BG02对检波后的音频进行放大,放大后音频信号由10P02输出,因此10K02可控制音频信号是否输出,调节10W03可调整输出幅度。图中,利用二极管的单向导电性使得电路的充放电时间常数不同(实际上,相差很大)来实现检波,所以RC时间常数的选择很重要。RC时间常数过大,则会产生对角切割失真(又称惰性失真)。RC常数太小,高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式:

RC???21?mama

其中:ma为调幅系数,Ω为调制信号角频率。

当检波器的直流负载电阻R与交流音频负载电阻R?不相等,而且调幅度ma又相当大时会产生底边切割失真(又称负峰切割失真),为了保证不产生底边切割失真应满足

ma?R?。 R34


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