高频电子线路---调幅方法与检波
目录
单边带调幅方法
滤波法
移相法
1. 滤波器特性要求
2. 相位响应
集电极调幅电路
基级调幅电路
峰值包络检波
串联型二极管峰值包络检波
包络检波失真
对角线切割失真
避免包络失真
底部切割失真
避免底部失真
非线性失真
频率失真
要点总结
同步检波
乘积型
时域
叠加型
同步检波能够用于普通调幅吗?
单边带调幅方法
总共有滤波法,移相法,修正的移相滤波器三种方法
滤波法
单边带调幅---就是使用一个单边带的滤波器 , 从双边带的滤波器中选一个 , 我们采用抑制载波的双边带产生两个边带的信号 , 然后采用单边带的滤波器选出其中一个边带
移相法
第三种方法修正的移相滤波法也才用了单边带滤波,其滤波器的特性要求是否严格,是否容易实现?
修正的移相滤波法（Modified Phase Shift Method）在实现单边带调制时，确实对滤波器的特性有一定要求。这种方法通常用于更高效地实现单边带调制，并在解调过程中使用特定类型的滤波器。以下是对滤波器特性要求及其实现难易度的分析：
1. 滤波器特性要求
- 带通特性：滤波器应具备良好的带通特性，能够选择性地通过单边带信号，同时抑制载波和其他不需要的频率成分。
- 高阻带衰减：在阻带内需要有足够的衰减，通常要求在20 dB以上，以防止其他信号的干扰。
- 过渡带宽度：过渡带应适中，过窄可能会导致信号失真，过宽则可能使得不必要的频率成分通过。
2. 相位响应
- 线性相位：滤波器的相位响应应尽可能线性，以避免引入相位失真，这对移相滤波法特别重要，因为任何相位的非线性会影响到解调的精度。
集电极调幅电路
集电极调幅电路属于高电平调幅 , 意味着电压高功率大
需要兼顾输出功率 , 效率与调幅线性度
高频谐振功放采用丙类功放 , 输出功率大 , 效率高线性度则会利用到高频谐振功放的动态特性
调制信号与集电极电源串联 , 通过调制信号改变改变输出振幅Vcm , 从而实现集电极调幅
基级调幅电路
峰值包络检波
检波的本质--->频谱搬移
串联型二极管峰值包络检波
包络线 :指一个信号或波形的轮廓线，它描绘了信号在特定时间段内的最大或最小值。包络线通常用于表示调制信号的幅度变化，特别是在调制通信和信号处理领域。
输入信号为普通调幅信号 , 经过非线性电路可以产生频率变换 , 进过低通滤波之后 , 就能取得包络线 , 包络线是虚线 , 解调之后的线是实线
其中C与R为检波器的负载 , 可以滤除高频通低频 , 在高频时 , 容抗比较低 , 高频信号直接从C上通过 , 低频信号时 , 容抗比较大 , 会将信号送到R进而给下一级电路
这个电路要求输入信号比较大 , 大于0.5伏 , 所以也叫大信号的检波
充电时间常数由RD与C决定 , 放电时间常数由RC决定 , 充电时间常数远小于放电时间常数 , 因此电容上的电压能够很快达到输入信号的峰值
当输入信号很高的时候 , 蓝色线就接近与包络线
通过低通滤波器之后 , 就能够滤除高频的信号得到调制信号
包络检波失真
对角线切割失真
特点在于: 充电快放电慢 , 但是当输入信号比较低的时候 , 会导致二极管上阴极的电压高于阳极 , 输入信号无法对电容进行充电导致这一点的包络信息损失
由于其放电比较慢 , 可以理解为其惰性比较大 , 所以也尝尝称为惰性失真
避免包络失真
只要使得包络下降速率更快 , 当峰值比较低的信号到来时就能够得到输入信号对电容的充电
底部切割失真
考虑隔直电容与下级输入电阻之后 , 由于下一级的隔直电容Cc比较大 , 其两端的电压维持在输入电压Vim , R为Cc上的电压经过电容C与Rg的分压之后得到的电压 , 如果这个电压大于输入的电压Vi , 那就会对二极管的导通和关断产生影响
避免底部失真
可以看出ma的值并不是越大越好的 , 会存在一个限制
非线性失真
主要是由二极管的非线性特性引起的
频率失真
主要考虑两个电容的影响 , 其中滤波电容C , 影响检波上限频率 , 我们希望在高频时 , 信号能通过此电容电路 , 而不是跑到电阻R上去 , 对于Cc隔直电容来说 , 在低频到来时 , 我们希望电压能够大部分在Rg上传递给下一级 , 因此要求其对低频信号的压降不大 , 尽量小
要点总结
同步检波
为什么使用同步检波 , 主要是由于包络检波只取信号的正半周或是负半周 , 存在缺点 , 无法正确的解调抑制载波的的双边带调幅 , 同步检波的核心就是同频同相
同步检波总共有两种方法:乘积型与叠加型
乘积型
由于载波在接收端 , 因此被叫做本地载波 , 根据同步载波的要求 , 本地载波需要跟输入端的载波同频同相 , 正是有了同频同相 , 才能够进行分解 , 因此通过低通滤波器时才能够得到 , 我们想要的信号
时域
可以看出通过乘法器之后波形的频率比载波的频率大概高一被 , 从公式中也能看出频率确实是原来的两倍
叠加型
简而言之就是将两个信号叠加在一起, 本地载波依旧是同频同相的
可以从下图看出 , 叠加型的同步检波事实上就是将其转换为了包络检波 , 但是其同步的要求并没有被删除 ! ! !
对于这种方式的检波首先其同步的要求没有被删除 , 其次还需要避免包络检波的失真 ,因此其性能没有乘积型的同步检波方式号 , 搭建起来也更加麻烦
要点提示:
同步检波主要用于抑制载波的双边带调幅 和单边带调幅, 而包络检波主要用于普通调幅
同步检波能够用于普通调幅吗?
答: 是的，同步检波可以用于普通调幅（AM）信号的解调，并且它在解调过程中具有一些优点。
1. 同步检波的原理
同步检波是一种解调技术，它通过使用与载波信号相同频率和相位的本振信号进行乘法运算，来提取调制信号的包络。这一过程通常涉及以下步骤：
- 混频：将接收到的AM信号与本振信号（载波信号）相乘。
- 滤波：通过低通滤波器去除混频后的高频成分，保留低频成分，即原始调制信号。
2. 优点
- 抗干扰能力强：由于同步检波依赖于准确的载波相位，能够有效抑制噪声和干扰。
- 高效性：与包络检波相比，同步检波能够在较低的信噪比下仍然保持较好的解调性能。
- 保真度高：能够更好地保留原始信号的细节，特别是在信号质量较差的情况下。
3. 应用场景
同步检波广泛应用于：
- 无线电接收器中的调幅解调。
- 通信系统中，尤其是在对信号质量要求较高的场合。
4. 实现要求
实现同步检波需要准确的本振信号，通常会使用锁相环（PLL）等技术来生成与接收信号载波相位同步的本振。