有线通信中包络检波器设计书

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1、有线通信中包络检波器设计书1绪论无线通信的发展经历了三个阶段，首先，远古时期的手段是用烽火和旗语。其次，到近代出现了有线通信，其中著名的发明就是1837年Morse发明得电报和1876年Bell发明的电话。电话的发明加速了通信领域的发展，为无线通信的出现奠定了坚实的基础。无线通信的出现加快了现代通信领域的飞速发展。无线通信(WirelessCommunication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无

2、线通信又通称为移动通信，人们把二者合称为无线移动通信。无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。无线通信系统可以分为：信源、调制、高频功放、天线、高频小放、混频和解调。其中解调就是从高频已调信号的过程，又称为检波。对于振幅调制信号，解调就是从它的幅度变化上提取调制信号的过程。解调是调制的逆过程，实质上是将高频

3、信号搬移到低频段，这种搬移正好与调制的搬移过程相反。振幅解调方法可以分为包络检波和同步检波。包络检波是指解调器输出电压与输入已调波的包络成正比的检波方法。由于AM信号的包络与调制信号呈线性关系，因此包络检波只适用于AM波。包络检波是从调幅波包络中提取调制信号的过程：先对调幅波进行整流，得到波包络变化的脉动电流，再以低通滤波器滤除去高频分量，便得到调制信号。包络检波电路有很多种，无源的有二极管检波，有源的有三极管、运放等；还有单向检波、桥式检波、同步检波等等。最简单的，也是用得最多的就是二极管和三极管。此次设计就

4、是利用二极管和低通滤波器实现AM包络检波，得到不失真的调制信号。12包络检波器设计原理2.1原理框图包络检波主要用于普通调幅(AM)信号的解调，主要由二极管和低通滤波器组成原理框图如图1：非线性器件低通滤波图1包络检波器原理框图因经由非线性器件后输出电流中含有能线性反映输入信号包络变化规律的音频信号分量（即反映调制信号变化规律）。所以包络检波仅适用于标准调制波的解调。此电路不需要加同步信号，电路显得较简单。调幅波的波形及频谱如图2：t调幅波调幅波频谱ωc+Ωωc-Ωωcω图2调幅波的波形及频谱包络检波后的调制信

5、号波形与频谱如图3：包络检波输出t输出信号频谱Ωω图3调制信号的波形及频谱152.2原理电路包络检波电路的组成：输入回路、二极管VD、RC低通滤波器，如图4所示：图4包络检波电路在图4中，VD起整流作用，C起高频滤波作用，R作为检波器的低频负载在其两端输出已恢复的调制信号。RC低通滤波电路有两个作用：(1)对低频调制信号来说，电容C的容抗相当大，电容C相当于开路，电阻R就作为检波器的负载，其两端产生输出低频解调电压(2)对高频载波信号来说，电容C的容抗特别小，电容C相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高

6、频信号。理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为:（1）2.3工作原理分析原理电路如图5，当输入信号为调幅波时，那么载波正半周时二极管导通，输入高频电压通过二极管对电容C充电，充电时间常数为。因为较小，充电很快，电容上电压建立的很快,输出电压很快增长。作用在二极管VD两端上的电压为与之差，即。所以二极管的导通与否取决于：当，二极管导通；当，二极管截止。达到峰值开始下降以后，随着的下降，当，即时，二极管VD截止。C把导通期间储存的电荷通过R放电。因放电时常数RC较大，放电较缓慢。15图5二极管对电容C充电原理图

7、6电容C放电原理检波器的有用输出电压：（2）检波器的实际输出电压为：（3）当电路元件选择正确时，高频纹波电压很小，可以忽略。输出电压为：包含了直流及低频调制分量。其输出电压波形如图8：图7包络检波原理图图8包络检波器输出电压152.4峰值包络检波器的输出电路图9检波电路检波电路如图9所示。电容的隔直作用，直流分量被隔离，输出信号为解调恢复后的原调制信号，一般常作为接收机的检波电路。2.5电压传输系数检波器传输系数或称为检波系数、检波效率，是用来描述检波器对输入已调信号的解调能力或效率的一个物理量，是指检波电路的

8、输出电压和输入高频电压振幅之比。当检波电路的输入信号为高频等幅波：即时，当输入高频调幅波时定义为输出低频信号分量的振幅与输入高频调幅波包络变化的振幅的比值，（4）若设输入信号（5）输出信号为（6）则加在二极管两端的电压（）如果下图所示的折线表示二极管的伏安特征曲线(注意在大信号输入情况下是允许的)，则有：当时可见有两部分：直流分量：（7）低频调制分量：（8）图10包络检波图15图11二