1、 梧 州 学 院WUZHOU UNIVERSITY实验报告梧州学院实验报告实验名称：高频小信号调谐放大器实验实验室名称：高频实验室 实验时间：2021年12月10日实验设备及环境：1、1号板信号源模块 1块 2、2号板小信号放大模块1块 3、6号板频率计模块1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、扫频仪(可选) 1块实验目的： 1、掌握高频小信号谐振电压放大器的电路组成与基本工作原理。2、熟悉谐振回路的调谐方法及测试方法。3、掌握高频谐振放大器处于谐振时各项主要技术指标意义及测试技能。实验原理及内容：实验内容：1、谐振频率的调整与测定。2、主要技术性能指标的测定:谐振频率、谐振放大增益A
2、vo及动态范围、通频带BW0.7、矩形系数Kr0.1。实验原理：（一）单调谐放大器 图1-1单调谐小信号放大电路图小信号谐振放大器是接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线形放大。实验单元电路由晶体管N1和选频回路T1组成，不仅对高频小信号放大，而且还有选频作用。本实验中单调谐小信号放大的谐振频率为fs=10.7MHz。放大器各项性能指标及测量方法如下：1、谐振频率放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对于图1-1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f0的表达式为 式中，L为调谐回路电感线圈的电感量；为调谐回路的总电容，的表达式为 式中， Coe为晶体管的输
3、出电容；Cie为晶体管的输入电容；P1为初级线圈抽头系数；P2为次级线圈抽头系数。谐振频率f0的测量方法是：用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f0。2、电压放大倍数放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数AV0称为调谐放大器的电压放大倍数。AV0的表达式为 式中，为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是yfe本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V0与输入电压Vi相位差不是180 而是为180+fe。AV0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1中输出信号V0及输入信号Vi的大小，则电压放大倍数AV
4、0由下式计算： AV0 = V0 / Vi 或 AV0 = 20 lg (V0 /Vi) dB 3、通频带由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数AV下降到谐振电压放大倍数AV0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW，其表达式为BW = 2f0.7 = f0/QL式中，QL为谐振回路的有载品质因数。分析表明，放大器的谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的关系为 上式说明，当晶体管选定即yfe确定，且回路总电容为定值时，谐振电压放大倍数AV0与通频带BW的乘积为一常数。这与低频放大器中的增益带宽积为一常数的概念是相同的。通频带
5、BW的测量方法：是通过测量放大器的谐振曲线来求通频带。测量方法可以是扫频法，也可以是逐点法。逐点法的测量步骤是：先调谐放大器的谐振回路使其谐振，记下此时的谐振频率f0及电压放大倍数AV0然后改变高频信号发生器的频率（保持其输出电压VS不变），并测出对应的电压放大倍数AV0。由于回路失谐后电压放大倍数下降，所以放大器的谐振曲线如图1-2所示。可得： 通频带越宽放大器的电压放大倍数越小。要想得到一定宽度的通频宽，同时又能提高放大器的电压增益，除了选用yfe较大的晶体管外，还应尽量减小调谐回路的总电容量C。如果放大器只用来放大来自接收天线的某一固定频率的微弱信号，则可减小通频带，尽量提高放大器的增益
6、。(二)双调谐放大器 图1-3 双调谐小信号放大电路图为了克服单调谐回路放大器的选择性差、通频带与增益之间矛盾较大的缺点，可采用双调谐回路放大器。双调谐回路放大器具有频带宽、选择性好的优点，并能较好地解决增益与通频带之间的矛盾，从而在通信接收设备中广泛应用。在双调谐放大器中，被放大后的信号通过互感耦合回路加到下级放大器的输入端，若耦合回路初、次级本身的损耗很小，则均可被忽略。 1、电压增益为2、通频带为弱耦合时，谐振曲线为单峰；为强耦合时，谐振曲线出现双峰；临界耦合时，双调谐放大其的通频带BW = 2f0.7 = fo/QL实验步骤及数据记录：（一）单调谐小信号放大器单元电路实验1、 断电状态
7、下，按如下框图进行连线：单调谐小信号放大电路连线框图注：图中符号表示高频连接线。源端口目的端口连线说明1号板：RF OUT1（Vp-p=200mV f=10.7M）2号板：P3高频小信号输入1号板：RF OUT26号板：P3频率计观察输入频率2、 频率谐振的调整（1） 用示波器观测TP3，调节号板信号源模块，使之输出幅度为200mV、频率为10.7MHz正弦波信号。（2） 顺时针调节W1到底，用示波器观测TP1，调节中周，使TP1幅度最大且波形稳定不失真。3、 动态测试保持输入信号频率不变，调节信号源模块的幅度旋钮，改变单调谐放大电路中输入信号TP3的幅度。用示波器观察在不同幅度信号下TP1处
8、的输出信号的峰值电压，并将对应的实测值填入下表，计算电压增益Avo。在坐标轴中画出动态曲线。输入信号fs（MHz）10.7MHz输入信号Vi（mv）TP350100200300输出信号Vo（v）TP12.614.725.605.92 增益Avo（dB）19.1521.1935.7150.66 4、 通频带特性测试保持输入信号幅度不变，调节信号源的频率旋钮，改变单调谐放大电路中输入信号TP3的频率。用示波器观察在不同频率信号下TP1处的输出信号的峰值电压，并将对应的实测值填入下表，在坐标轴中画出幅度-频率特性曲线。若配有扫频仪，可用扫频仪观测回路谐振曲线。输入信号Vi（mv）TP3200mv输入
9、信号fs（MHz）10.410.510.610.710.810.911.011.1输出信号Vo（v）TP11.602.164.005.604.082.802.081.52增益（dB）6.54.862.651.912.653.895.297.30 幅度-频率特性测试实验图形：输入信号f=10.7MHz（1）调节输入信号频率，测试并计算出BW0.707。经计算BW0.707=0.22MKz5、谐振曲线的矩形系数Kr0.1测试（1）调节信号频率，测试并计算出BW0.1。经计算BW0.1=2.04MKz实验总结： 小信号调谐放大器广泛用作高频和中频放大器，特别是用在通信接收端的前端电路，其主要目的就是
10、实现对高频小信号进行放大。高频小信号放大器按频谱宽度分为窄带放大器和宽带放大器;按电路形式分为单级放大器和级联放大器;按照负载性质:谐振放大器和非谐振放大器。其中谐振放大器的负载是采用谐振回路，具有放大、滤波和选频的作用。非谐振放大器的负载由阻容放大器和各种滤波器组成，结构简单。本次实验我见识到了很多以前没有见过或者更加智能的仪器，了解熟悉了它们的的基本使用方法，通过实际操作应用，更好地理解了小信号谐振放大电路的基木组成和放大原理。本次实验虽然短暂，但是我学到了很多东西。 成绩评定：梧州学院实验报告实验名称：高频丙类谐振功率放大器实验实验室名称：高频实验室 实验时间：2012年12月11日实验
11、设备及环境：1、 信号源模块1块 2. 频率计模块1块 3. 8 号板1块 4.双踪示波器 1台 4.频率特性测试仪（可选）1台 5.万用表1块实验目的：1、 了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。2、 了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。3、 比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点4、 掌握丙类放大器的计算与设计方法。实验原理及内容：实验内容：1观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点2. 测试丙类功放的调谐特性3. 测试丙类功放的负载特性4. 观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响实
12、验原理：放大器按照电流导通角的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。功率放大器电流导通角越小，放大器的效率越高。甲类功率放大器的，效率最高只能达到50%，适用于小信号低功率放大，一般作为中间级或输出功率较小的末级功率放大器。非线性丙类功率放大器的电流导通角，效率可达到80%，通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。特点：非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1或更小)，基极偏置为负值，电流导通角，为了不失真地放大信号，它的负载必须是LC谐振回路。电路原理图如图7-1(见P.48)所示，该实验电路由两级功率放大器组成。其中N4、T5组成
13、甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中R14、R15、R16组成静态偏置电阻。N4、T6组成丙类功率放大器。R18为射极反馈电阻，T6为谐振回路，甲类功放的输出信号通过R17送到N4基极作为丙放的输入信号，此时只有当甲放输出信号大于丙放管N4基极射极间的负偏压值时，Q4才导通工作。与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S1拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。下面介绍甲类功放和丙类功放的工作原理及基本关系式。1、甲类功率放大器1) 静态工作点如图7-1所示，甲类功率放大器工作在线性状态，电路的静态工作点由下列关系式确定： 2) 负载特性如图7-1所示，甲类功率放大器的输出负载
14、由丙类功放的输入阻抗决定，两级间通过变压器进行耦合，因此甲类功放的交流输出功率P0可表示为： 式中，为输出负载上的实际功率，为变压器的传输效率，一般为0.750.85图7-2为甲类功放的负载特性。为获得最大不失真输出功率，静态工作点Q应选在交流负载线AB的中点，此时集电极的负载电阻RH称为最佳负载电阻。集电极的输出功率PC的表达式为： 式中，Vcm为集电极输出的交流电压振幅；Icm为交流电流的振幅，它们的表达式分别为： 式中，VCES称为饱和压降，约1V 图7-2 甲类功放的负载特性如果变压器的初级线圈匝数为N1，次级线圈匝数为N2，则 式中，为变压器次级接入的负载电阻，即下级丙类功放的输入阻
15、抗。3) 功率增益与电压放大器不同的是功率放大器有一定的功率增益，对于图7-1所示电路，甲类功率放大器不仅要为下一级功放提供一定的激励功率，而且还要将前级输入的信号进行功率放大，功率放大增益Ap的表达式为 其中，Pi为放大器的输入功率，它与放大器的输入电压uim及输入电阻Ri的关系为2、丙类功率放大器1）基本关系式丙类功率放大器的基极偏置电压VBE是利用发射极电流的直流分量IEO（ICO）在射极电阻上产生的压降来提供的，故称为自给偏压电路。当放大器的输入信号为正弦波时，集电极的输出电流iC为余弦脉冲波。利用谐振回路LC的选频作用可输出基波谐振电压vc1,电流ic1。图7-3画出了丙类功率放大器
16、的基极与集电极间的电流、电压波形关系。分析可得下列基本关系式： 式中，为集电极输出的谐振电压及基波电压的振幅；为集电极基波电流振幅；为集电极回路的谐振阻抗。 式中，PC为集电极输出功率 式中，PD为电源VCC供给的直流功率；ICO为集电极电流脉冲iC的直流分量。放大器的效率为 图7-3 丙类功放的基极/集电极电流和电压波形2）负载特性当放大器的电源电压VCC，基极偏压vb，输入电压(或称激励电压)vsm确定后，如果电流导通角选定，则放大器的工作状态只取决于集电极回路的等效负载电阻Rq。谐振功率放大器的交流负载特性如图7-4所示。由图可见，当交流负载线正好穿过静态特性转移点A时，管子的集电极电压
17、正好等于管子的饱和压降VCES，集电极电流脉冲接近最大值Icm。此时，集电极输出的功率PC和效率都较高，此时放大器处于临界工作状态。Rq所对应的值称为最佳负载电阻，用R0表示，即 当RqR0时，放大器处于欠压状态，如C点所示，集电极输出电流虽然较大，但集电极电压较小，因此输出功率和效率都较小。当RqR0时，放大器处于过压状态，如B点所示，集电极电压虽然比较大，但集电极电流波形有凹陷，因此输出功率较低，但效率较高。为了兼顾输出功率和效率的要求，谐振功率放大器通常选择在临界工作状态。判断放大器是否为临界工作状态的条件是：实验步骤及数据记录：1. 连线框图如图7-5所示图7-5 非线性丙类功率放大电
18、路连线框图源端口目的端口连线说明信号源：RF OUT1（Vp-p =300mV f=10.7M）8号板：P5射频信号输入信号源：RF OUT2频率计：P3频率计实时观察输入频率1、 在前置放大电路输入端P5处输入频率10.7MHz（测试点TP7，Vp-p300mV）的高频信号， 调节中周T5，使TP15处信号约为3.5V。调节T6，使TP9幅度最大。调谐特性的测试将S1设为“0000”，以0.5MHz为步进从9MHz15MHz改变输入信号频率，记录TP9处的输出幅度，填入表7-1。Fi10.3MHz10.4MHz10.5MHz10.6MHz10.7MHz10.8MHz10.9MHz11.0MH
19、zV03.483.323.764.04.124.043.682.44表7-1 负载特性的测试将信号源调至10.7M，RF幅度为300mV。8号板负载电阻转换开关S1(第4位没用到)依次拨为“1110”，“0110”和“0100”，用示波器观测相应的Vc（TP9处观测）值和Ve（TP8处观测）波形，描绘相应的ie波形，分析负载对工作状态的影响。表中的R19=18欧，R20=51欧，R21=100欧。等效负载R19/R20R19R20R21R100RL()305175100300VcP-P(V)2.243.123.363.523.92VeP-P(V)0.620.540.390.360.29ie的波
20、形表7-2 Vb6V f10.7MHz VCC5V 2、 观察激励电压变化对工作状态的影响先将TP8调成对称的凹陷波形，然后使输入信号由大到小变化，用示波器观察ie波形的变化（观测ie波形即观测Ve波形，ieVe/R16+R17），用示波器在TP8处观察3、观察激励电压变化对工作状态的影响先将TP8调成对称的凹陷波形，然后使输入信号由大到小变化，用示波器观察ie波形的变化（观测ie波形即观测Ve波形，ieVe/R16+R17），用示波器在TP8处观察。实验波形：重欠压临界 重过压 实验总结：通过这次实验我认识到了:在丙类谐振功率放大器中，根据晶体管二工作是否进入饱和区，可将其分为欠压、临界和过
21、压工作状态。临界状态输出功率最大，效率也较高，通常应选择在此状态工作。过压状态的特点是效率高、损耗小，并且输出电压受负载电阻RL的影响小，近似为交流恒压源特性。欠压状态时电流受负载电阻RL的影响小，近似为交流恒流源特性，但由于效率低、集电极损耗大，一般不选择在此状态工作。丙类放大器的特点:非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小)，基极偏置为负值，电流导通角VCES过压状态 VCCVcmVCES式中，Vcm为各集电极输出电压的幅度，VCES为晶体管饱和压降。调幅度ma=(单音调制)实验步骤及数据记录：一、实验步骤及数据记录1、连线框图如图9-3所示
22、图9-3 集电极调幅连线框图源端口目的端口连线说明信号源：RF OUT1（Vp-p =500mV f=10.7M）8号板：P5高频信号输入信号源：低频输出（VP-P =100mV f=1K）8号板：P7音频信号输入从P5处输入Vp-p =500mV，f=10.7M高频信号（在TP7处观察），首先调节T5使TP15处波形最大，再调节T6使TP9输出波形最大。将信号源提供VP-P =100mV，f=1K的正弦波信号接至P7处（在TP5处观察），将拨码开关S1拨为“0100”，从TP9处观察输出波形。使Q4管分别处于欠压状态（S1拨为“1110”）和过压状态（S1拨为“0000”），在TP9处观察调
23、幅波形，并计算调幅度。改变音频信号的输入电压，观察调幅波变化。 重欠压状态（1100）读数：min=0.7v、max=0.12v、ma计算结果为ma=0.26临界状态（0100）读数：min=0.8v、max=2.2v、ma计算结果为ma=0.43 重过压状态（0001）读数：min=1v、max=2.8v、ma计算结果为ma=0.46实验总结： 管的集电极电压，通过集电极电压的变化，使集电极高频电流的基波分量随调制电压的规律变化，从而实现调幅。实际上，它是一个集电极电源受调制信号控制的谐振功率放大器，属高电平调幅。这次实验之后，我掌握了用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方法，了解了已调波与调
24、制信号及载波信号的关系，掌握了调幅系数测量与计算的方法。成绩评定：梧州学院实验报告实验名称：模拟乘法器调幅实验实验室名称：高频实验室 实验时间：2021年12月24日实验设备及环境：1、信号源模块2、频率计模块3、4 号板5、双踪示波器6、万用表 实验目的：1、掌握用集成模拟乘法器实现全载波调幅、抑制载波双边带调幅和音频信号单边带调幅的方法。2、研究已调波与调制信号以及载波信号的关系。3、掌握调幅系数的测量与计算方法。4、通过实验对比全载波调幅、抑制载波双边带调幅和单边带调幅的波形。5、了解模拟乘法器（MC1496）的工作原理，掌握调整与测量其特性参数的方法。实验原理及内容：一、实验内容：1、
25、实现全载波调幅，改变调幅度，观察波形变化并计算调幅度。2、实现抑制载波的双边带调幅波。3、实现单边带调幅。二、实验原理：1、幅度调制就是载波的振幅（包络）随调制信号的参数变化而变化。本实验中载波是由高频信号源产生的465KHz高频信号，1KHz的低频信号为调制信号。振幅调制器即为产生调幅信号的装置。（a）集成模拟乘法器的内部结构集成模拟乘法器是完成两个模拟量（电压或电流）相乘的电子器件。在高频电子线路中，振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘或包含相乘的过程。采用集成模拟乘法器实现上述功能比采用分离器件如二极管和三极管要简单得多，而且性能优越。所以目
26、前无线通信、广播电视等方面应用较多。集成模拟乘法器常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。（一）MC1496的内部结构在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用。MC1496是四象限模拟乘法器，其内部电路图和引脚图如图10-1所示。其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器，以反极性方式相连接，而且两组差分对的恒流源V5与V6又组成一对差分电路，因此恒流源的控制电压可正可负，以此实现了四象限工作。V7、V8为差分放大器V5与V6的恒流源。 图10-1 MC1496的内部电路及引脚图（二）静态工作点的设定（1）静态偏置电
27、压的设置静态偏置电压的设置应保证各个晶体管工作在放大状态，即晶体管的集-基极间的电压应大于或等于2V，小于或等于最大允许工作电压。根据MC1496的特性参数，对于图10-1所示的内部电路，应用时，静态偏置电压（输入电压为0时）应满足下列关系，即8=10, 1=4, 6=1215V6(12)8(10)2V15V8(10)1(4)2V15V1(4)52V（2）静态偏置电流的确定静态偏置电流主要由恒流源I0的值来确定。当器件为单电源工作时，引脚14接地，5脚通过一电阻VR接正电源+VCC由于I0是I5的镜像电流，所以改变VR可以调节I0的大小，即当器件为双电源工作时，引脚14接负电源-Vee，5脚通
28、过一电阻VR接地，所以改变VR可以调节I0的大小，即根据MC1496的性能参数，器件的静态电流应小于4mA，一般取。在本实验电路中VR用6.8K的电阻R15代替.2、实验电路说明用MC1496集成电路构成的调幅器电路图如图10-2（见P.65）所示。图中W1用来调节引出脚1、4之间的平衡，器件采用双电源方式供电（12V，8V），所以5脚偏置电阻R15接地。电阻R1、R2、R4、R5、R6为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。载波信号加在V1V4的输入端，即引脚8、10之间；载波信号Vc经高频耦合电容C1从10脚输入，C2为高频旁路电容，使8脚交流接地。调制信号加在差动
29、放大器V5、V6的输入端，即引脚1、4之间，调制信号V经低频偶合电容E1从1脚输入。2、3脚外接1K电阻，以扩大调制信号动态范围。当电阻增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减小。已调制信号取自双差动放大器的两集电极（即引出脚6、12之间）输出。电路图实验步骤及数据记录：一、实验步骤1、连线框图如图10-2所示图10-2 模拟乘法器调幅连线框图源端口目的端口连线说明信号源：RF OUT1（Vp-p =600mV f=465K）4号板：P1载波输入信号源：低频输出（Vp-p =100mV f=1K）4号板：P3音频输入抑制载波振幅调制：（1）P1端输入载波信号，调节平衡电位器W1，使输出信号VO
30、（t）（TP6）中载波输出幅度最小（此时MC1496的1、4脚电压相等）。（2）再从P3端输入音频信号（正弦波），逐渐增加输入音频信号频率，观察TP6处最后出现如图10-3所示的抑制载波的调幅信号。（将音频信号频率调至最大，即可测得清晰的抑制载波调幅波）图10-3 抑制载波调幅波形全载波振幅调制：（1）先将P1端输入载波信号，调节平衡电位器W1，使输出信号VO（t）（TP6）中有载波输出（此时V1与V4不相等, 即MC1496的1、4脚电压）。（2）再从P3端输入音频信号（正弦波），逐渐增大音频信号频率，TP6最后出现如图11-4所示的有载波调幅信号的波形，记下AM波对应Vmax和Vmin，并
31、计算调幅度m。图10-4 普通调幅波波形抑制载波单边带振幅调制：（1）步骤同抑制载波振幅调制，将音频信号频率调到10KHz，从P5（TP7）处观察输出波形。（2）比较全载波调幅、抑制载波双边带调幅和抑制载波单边带调幅的波形。实验波形： 0.3 0.5 1 1 实验总结： 1、经过这次实验，掌握了用集成模拟乘法器实现全载波调幅、 抑制载波双边及单边带调幅的方法。2、经过研究已调波与调制信号以及载波信号的关系，掌握了调幅系数的测量与计算方法。3、经过实验对比全载波调幅、抑制载波双边及单边带调幅的波形，了解了模拟乘法器的工作原理，掌握了调整与测量其特性参数的方法。 成绩评定：梧州学院实验报告实验名称
32、：包络检波及同步检波实验实验室名称：高频实验室 实验时间：2012年12月21日实验设备及环境：1、信号源模块2、频率计模块3、4 号板4、双踪示波/5、万用表实验目的：1、进一步了解调幅波的原理,掌握调幅波的解调方法。2、掌握二极管峰值包络检波的原理。3、掌握包络检波器的主要质量指标,检波效率及各种波形失真的现象，分析产生的原因并思考克服的方法。4、掌握用集成电路实现同步检波的方法。实验原理及内容：实验内容：1、 完成普通调幅波的解调。2、 观察抑制载波的双边带调幅波的解调。观察普通调幅波解调中的对角切割失真，底部切割失真以及检波器不加高频滤波时的现象。实验原理：检波过程是一个解调过程，它与
33、调制过程正好相反。检波器的作用是从振幅受调制的高频信号中还原出原调制的信号。还原所得的信号，与高频调幅信号的包络变化规律一致，故又称为包络检波器。假如输入信号是高频等幅信号，则输出就是直流电压。这是检波器的一种特殊情况，在测量仪器中应用比较多。例如某些高频伏特计的探头，就是采用这种检波原理。若输入信号是调幅波，则输出就是原调制信号。这种情况应用最广泛，如各种连续波工作的调幅接收机的检波器即属此类。从频谱来看，检波就是将调幅信号频谱由高频搬移到低频，如图11-1所示（此图为单音频调制的情况）。检波过程也是应用非线性器件进行频率变换，首先产生许多新频率，然后通过滤波器，滤除无用频率分量，取出所需要
34、的原调制信号。常用的检波方法有包络检波和同步检波两种。全载波振幅调制信号的包络直接反映了调制信号的变化规律，可以用二极管包络检波的方法进行解调。而抑制载波的双边带或单边带振幅调制信号的包络不能直接反映调制信号的变化规律，无法用包络检波进行解调，所以采用同步检波方法。图11-1 检波器检波前后的频谱1、二极管包络检波的工作原理当输入信号较大(大于0.5伏)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。大信号检波原理电路如图11-2（a）所示。检波的物理过程如下：在高频信号电压的正半周时，二极管正向导通并对电容器C充电，由于二极管的正向导通电阻很小，所以充电电流iD很大，使电容器
35、上的电压VC很快就接近高频电压的峰值。充电电流的方向如图11-2（a）图中所示。这个电压建立后通过信号源电路，又反向地加到二极管D的两端。这时二极管导通与否，由电容器C上的电压VC和输入信号电压Vi共同决定.当高频信号的瞬时值小于VC时，二极管处于反向偏置，管子截止，电容器就会通过负载电阻R放电。由于放电时间常数RC远大于调频电压的周期，故放电很慢。当电容器上的电压下降不多时，调频信号第二个正半周的电压又超过二极管上的负压，使二极管又导通。如图11-2（b）中的tl至t2的时间为二极管导通的时间，在此时间内又对电容器充电，电容器的电压又迅速接近第二个高频电压的最大值。在图11-2（b）中的t2
36、至t3时间为二极管截止的时间，在此时间内电容器又通过负载电阻R放电。这样不断地循环反复，就得到图11-2（b）中电压的波形。因此只要充电很快，即充电时间常数RdC很小(Rd为二极管导通时的内阻)：而放电时间常数足够慢，即放电时问常数RC很大，满足RdCRC，就可使输出电压的幅度接近于输入电压的幅度，即传输系数接近l。另外，由于正向导电时间很短，放电时间常数又远大于高频电压周期(放电时的基本不变)，所以输出电压的起伏是很小的，可看成与高频调幅波包络基本一致。而高频调幅波的包络又与原调制信号的形状相同，故输出电压就是原来的调制信号，达到了解调的目的。本实验电路如图11-3所示，主要由二极管D及RC
37、低通滤波器组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波，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： 其中：m为调幅系数，为调制信号最高角频率。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，而且调幅度又相当大时会产生负峰切割失真（又称底边切割失真），为了保证不产生负峰切割失真应满足。图11-3 峰值包络检波（465KHz）2、同步检波（1）同步检波原理同步检波器用于对载波被抑止的双边带或单边带信号进行解调。它的特点是必须外加一个频率和相位都与被抑止的载波相同的同步信号。同步检
38、波器的名称由此而来。外加载波信号电压加入同步检波器可以有两种方式：图11-4 同步检波器方框图一种是将它与接收信号在检波器中相乘，经低通滤波器后检出原调制信号，如图11-4(a)所示；另一种是将它与接收信号相加，经包络检波器后取出原调制信号，如图11-4(b)所示。本实验选用乘积型检波器。设输入的已调波为载波分量被抑止的双边带信号1，即 本地载波电压 本地载波的角频率0准确的等于输入信号载波的角频率1，即1=0,但二者的相位可能不同；这里表示它们的相位差。这时相乘输出（假定相乘器传输系数为1） 低通滤波器滤除21附近的频率分量后，就得到频率为的低频信号 由上式可见，低频信号的输出幅度与成正比。当=0时，低频信号电压最大，随着相位差加大，输出电压减弱。因此，在理想情况下，除本地载波与输入信号载波的角频率必须相等外，希望二者的相位也相同。此时，乘积检波称为“同步检波”。（2）实验电路说明实验电路如图11-7（见本实验后）所示，采用MC1496集成电路构成解调器，
