二極管包絡檢波實驗

一、 實驗目的
4． 深入對二極管大信號包絡檢波作業(yè)原理的理解。
5． 掌控把握用二極管大信號包絡檢波器完成普通調幅波（AM）解調的方法。理解濾波電容數值對AM波解調影響。
6． 理解電子回路功能數值普通調幅波（AM）解調影響。

二、實驗使用儀表器具
1．包括乘法調幅實驗板、二極管包絡檢波實驗板
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實驗基礎原理與電子回路
1. 二極管大信號包絡檢波作業(yè)原理


圖2-1 大信號檢波電子回路 圖2-2大信號檢波原理


圖2-1是二極管大信號包絡檢波電子回路，圖2-2表明了大信號檢波的作業(yè)原理。寫入信號為正并超過和上的時，二極管導通，信號經過二極管向充電，此時隨充電電壓（V）上升而升高。當下降而且小于時，二極管反向截止，此時停止向充電并經過放電，隨放電而下降。充電時，二極管的正向電阻較小，充電較快，以接近上升的速率升高。放電時，因電阻比大的多（通常），放電慢，故的波動小，并保證基礎上接近于的幅值。如果是高頻等幅波，則是大小為的直線DC電壓（V）（忽略了少量的高頻成分），這正是帶有濾波電容的整流電子回路。當寫入信號的幅度增大或減少時，檢波器輸出電壓（V）也將隨之近似成比例地升高或降低。當寫入信號為調幅波時，檢波器輸出電壓（V）就隨著調幅波的包絡線而改變，從而獲取調制信號，完成檢波作用，由于輸出電壓（V）的大小與寫入電壓（V）的峰值接近相等，故把這種檢波器稱為峰值包絡檢波器。
2.二極管大信號包絡檢波效率
檢波效率又稱電壓（V）傳輸系數，用表示。它是檢波器的主要功能指標之一，用來描述檢波器將高頻調幅波變換為低頻電壓（V）的能力。定義為：

當檢波器寫入為高頻等幅波時，輸出平均電壓（V），則定義為

這兩個定義是一致的，對于同一個檢波器，它們的值是相同的。由于檢波原理解析可知，二極管包絡檢波器當很大而很小時，輸出低頻電壓（V）振幅只略小于調幅波包絡振幅，故略小于1，實際上在80%左右。并而且足夠大時，為常數，即檢波器輸出電壓（V）的平均值與寫入高頻電壓（V）的振幅成線性關系，所以又把二極管峰值包絡檢波稱為線性檢波。檢波效率與電子回路功能數值、、以及信號大小有關。它很難用一個簡便關系式表達，所以簡便的課程課程理論計算還不如按照經驗估算可靠。如要更精確一些，則可查圖表并配以必要實驗測試數值得到。
3.二極管大信號包絡檢波器寫入電阻
寫入電阻是檢波器的另一個重要的功能指標。對于高頻寫入信號源來說，檢波器相當于一個負載，此負載就是檢波器的等效寫入電阻。

上式說明，大信號寫入電阻等于負載電阻的一半再除以。例如，當=0.8，時，則。
由此數值可知，一般大信號檢波比小信號檢波寫入電阻大。
3.二極管大信號包絡檢波器檢波失真
檢波輸出可能產生三種失真：第一種，由于檢波二極管伏安特性彎曲引起的失真；第二種是由于濾波電容放電慢引起的失真，它叫對角線失真；第三種是由于輸出耦合電容上所充的直線DC電壓（V）引起的失真，這種失真叫割底失真。其中第一種失真主要存在于小信號檢波器中，并而且是小信號檢波器中不可避免的失真，對于大信號檢波器這種失真影響不大，主要是后兩種失真。
(1) 對角線失真。如圖2-3電子回路所示。

圖2 -3 對角線失真原理圖
避免對角線失真的條件是

上式表明或大，則包絡線改變快、放電慢，這些全部促成發(fā)生放電失真。
（2）割底失真。如圖2-4所示。



（a） （b）
圖2-4 割底失真原理及波動線圖
設，不產生割底失真的條件為

由該式可見，調制系數愈大或檢波器交直線DC電阻之比愈小，則愈容易產生割底失真。
3.實驗電子回路
四、實驗內容
1．普通調幅波（AM）的檢波。
2. 對角線失真查看與防止。
3. 割底失真查看與防止。

五、實驗步驟
1．普通調幅波（AM）的檢波
（1）包括乘法器幅度調制實驗電子回路板上產生調幅系數ma為0.3（參考值）的普通調幅波（AM） ，由二極管包絡檢波模型塊IN1端加入，由TP1點監(jiān)測波動線與幅度。
（2）連接J1，J2斷開，在TP2查看檢波后不失真信號，并記錄波動線, 并計算電壓（V）傳輸系數Kd（TP1波動線相與TP2波動線相比）。
（3）連接J1，J2為上，調節(jié)RW1、RW2，可在輸出端查看經放大之后的信號。
2. 對角線失真查看與防止。
連接J1， J2斷開，由IN1端加入普通調幅波（AM），調動包括乘法器幅度調制實驗電子回路板上產生的普通調幅波（AM）的調幅系數ma、調制信號頻率Ω、二極管大信號包絡檢波實驗電子回路上電位器RW1，在TP2點查看圖2-6所示對角線失真（惰性失真）波動線圖。

圖2 -6 對角線失真波動線圖

調動 ma 、調制信號頻率、二極管大信號包絡檢波實驗電子回路上電位器RW1，使對角線失真消失，檢驗避免對角線失真條件：


表2-1 避免對角線失真測量試驗表：

	Ω	ma	負載
第一次
第二次
第三次

注：負載在測TP2時為R1//R2+RW1;TP3時為R1//R2+RW1//R3+RW2
3. 割底失真查看與防止。
連接J1，J2斷開，調動包括乘法器幅度調制實驗電子回路板上產生的普通調幅波（AM）的調幅系數ma、二極管大信號包絡檢波實驗電子回路上電位器RW1、RW2，在TP3 查看圖2-7所示割底失真波動線圖。

圖2 -7 割底失真波動線圖
調動 ma 、 RW1、RW2，使割底失真消失，檢驗避免割底失真條件：

表2-2 避免割底失真測量試驗表：

	ma	R2+RW1	R3+RW2
第一次
第二次
第三次

六、實驗報告要求
1．整理按實驗步驟所得的數值，測繪制作記錄的波動線。
2．畫出對角線失真、割底失真波動線圖。
3．解析并檢驗二極管大信號包絡檢波電子回路不能解調抑制載波的雙邊帶調幅波。
4.總結由本實驗所獲取的體會。