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1、6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路姓姓姓姓名：李文鑫名：李文鑫名：李文鑫名：李文鑫单单单单位：电气信息工程学院位：电气信息工程学院位：电气信息工程学院位：电气信息工程学院教学方向：电子信息工程、通信工程教学方向：电子信息工程、通信工程教学方向：电子信息工程、通信工程教学方向：电子信息工程、通信工程讲授课程：高频电子线路讲授课程：高频电子线路讲授课程：高频电子线路讲授课程：高频电子线路极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路1.1.高频电子线路高频电子线路高频电子线路高频电子线路通信电路通信电路通信电路
2、通信电路2.2.教材：阳昌汉教材：阳昌汉教材：阳昌汉教材：阳昌汉高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高频电子线路高频电子线路高频电子线路高频电子线路3.3.参考教材：张肃文参考教材：张肃文参考教材：张肃文参考教材：张肃文高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高等教育出版社高频电子线路高频电子线路高频电子线路高频电子线路1.1.1.1.课程名称课程名称课程名称课程名称2.2.课程性质课程性质课程性质课程性质4.4.本节内容本节内容本节内容本节内容5.5.本节重点难点本节重点难点本节重点难点本节重点难点3.3.课程内容课程内容课程内容课程内容7.7.本节教学方法本节教学方法
3、本节教学方法本节教学方法6.6.本节达到目标本节达到目标本节达到目标本节达到目标极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路1. 1.高频电子线路是无线电高频电子线路是无线电高频电子线路是无线电高频电子线路是无线电技术类各专业的一门重要的专技术类各专业的一门重要的专技术类各专业的一门重要的专技术类各专业的一门重要的专业基础课，在整个学科体系中业基础课，在整个学科体系中业基础课，在整个学科体系中业基础课，在整个学科体系中具有承上启下的重要作用，有具有承上启下的重要作用，有具有承上启下的重要作用，有具有承上启下的重要作用，有着不可替代的地位。着不可
4、替代的地位。着不可替代的地位。着不可替代的地位。2.2.本院面向通信工程专业、电本院面向通信工程专业、电本院面向通信工程专业、电本院面向通信工程专业、电子信息工程专业学生授课。子信息工程专业学生授课。子信息工程专业学生授课。子信息工程专业学生授课。3.3.本课程开设在大三上学期，本课程开设在大三上学期，本课程开设在大三上学期，本课程开设在大三上学期，理论课理论课理论课理论课7272学时。学时。学时。学时。 1. 1.课程名称课程名称课程名称课程名称2.2.2.2.课程性质课程性质课程性质课程性质4.4.本节内容本节内容本节内容本节内容5.5.本节重点难点本节重点难点本节重点难点本节重点难点3.
5、3.课程内容课程内容课程内容课程内容7.7.本节教学方法本节教学方法本节教学方法本节教学方法6.6.本节达到目标本节达到目标本节达到目标本节达到目标极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路1. 1.高频电子线路是无线电技高频电子线路是无线电技高频电子线路是无线电技高频电子线路是无线电技术类各专业的一门重要的专业术类各专业的一门重要的专业术类各专业的一门重要的专业术类各专业的一门重要的专业基础课，在整个学科体系中具基础课，在整个学科体系中具基础课，在整个学科体系中具基础课，在整个学科体系中具有承上启下的重要作用，有着有承上启下的重要作用，有着
6、有承上启下的重要作用，有着有承上启下的重要作用，有着不可替代的地位。不可替代的地位。不可替代的地位。不可替代的地位。2.2.本院面向通信工程专业、电本院面向通信工程专业、电本院面向通信工程专业、电本院面向通信工程专业、电子信息工程专业学生授课。子信息工程专业学生授课。子信息工程专业学生授课。子信息工程专业学生授课。3.3.本课程开设在大三上学期，本课程开设在大三上学期，本课程开设在大三上学期，本课程开设在大三上学期，理论课理论课理论课理论课7272学时。学时。学时。学时。 1. 1.课程名称课程名称课程名称课程名称2.2.课程性质课程性质课程性质课程性质4.4.本节内容本节内容本节内容本节内容
7、5.5.本节重点难点本节重点难点本节重点难点本节重点难点3.3.3.3.课程内容课程内容课程内容课程内容7.7.本节教学方法本节教学方法本节教学方法本节教学方法6.6.本节达到目标本节达到目标本节达到目标本节达到目标极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路1.1.第六章第六章第六章第六章 调幅信号的解调调幅信号的解调调幅信号的解调调幅信号的解调 （通信系统接收端）（通信系统接收端）（通信系统接收端）（通信系统接收端）2.6.22.6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器（1 1）本节内容
8、）本节内容）本节内容）本节内容大信号包络检波工作原理、技大信号包络检波工作原理、技大信号包络检波工作原理、技大信号包络检波工作原理、技术指标、惰性失真、负峰切割术指标、惰性失真、负峰切割术指标、惰性失真、负峰切割术指标、惰性失真、负峰切割失真产生的原因，解决办法失真产生的原因，解决办法失真产生的原因，解决办法失真产生的原因，解决办法（2 2）在本章所处地位）在本章所处地位）在本章所处地位）在本章所处地位是针对大信号是针对大信号是针对大信号是针对大信号AMAM的检波的检波的检波的检波, ,在在在在实际电路设计中要考虑各种实际电路设计中要考虑各种实际电路设计中要考虑各种实际电路设计中要考虑各种因素
9、对电路性能的影响。因素对电路性能的影响。因素对电路性能的影响。因素对电路性能的影响。1. 1.课程名称课程名称课程名称课程名称2.2.课程性质课程性质课程性质课程性质4.4.4.4.本节内容本节内容本节内容本节内容5.5.本节重点难点本节重点难点本节重点难点本节重点难点3.3.课程内容课程内容课程内容课程内容7.7.本节教学方法本节教学方法本节教学方法本节教学方法6.6.本节达到目标本节达到目标本节达到目标本节达到目标（2 2）在本章所处地位）在本章所处地位）在本章所处地位）在本章所处地位（3 3）学生应具备知识）学生应具备知识）学生应具备知识）学生应具备知识电容充放电原理、高数知识、电容充放
10、电原理、高数知识、电容充放电原理、高数知识、电容充放电原理、高数知识、 电路分析能力电路分析能力电路分析能力电路分析能力（4 4）2 2学时学时学时学时 （1 1节）节）节）节）（5 5）考试：）考试：）考试：）考试：6-86-8分分分分极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路1.1.本节重点：大信号包络检波本节重点：大信号包络检波本节重点：大信号包络检波本节重点：大信号包络检波工作原理、惰性失真、负峰工作原理、惰性失真、负峰工作原理、惰性失真、负峰工作原理、惰性失真、负峰切割失真产生的原因，解决切割失真产生的原因，解决切割失真产生的原因，
11、解决切割失真产生的原因，解决办法。办法。办法。办法。2. 2.本节难点：大信号包络检波工本节难点：大信号包络检波工本节难点：大信号包络检波工本节难点：大信号包络检波工作原理。作原理。作原理。作原理。1. 1.课程名称课程名称课程名称课程名称2.2.课程性质课程性质课程性质课程性质4.4.本节内容本节内容本节内容本节内容5.5.5.5.本节重点难点本节重点难点本节重点难点本节重点难点3.3.课程内容课程内容课程内容课程内容7.7.本节教学方法本节教学方法本节教学方法本节教学方法6.6.本节达到目标本节达到目标本节达到目标本节达到目标极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络
12、检波器高频电子线路高频电子线路1. 1.明确大信号包络检波的工明确大信号包络检波的工明确大信号包络检波的工明确大信号包络检波的工作原理。作原理。作原理。作原理。2. 2.掌握各种失真产生的原因掌握各种失真产生的原因掌握各种失真产生的原因掌握各种失真产生的原因及解决办法。及解决办法。及解决办法。及解决办法。3. 3.充分明确大信号包络检波充分明确大信号包络检波充分明确大信号包络检波充分明确大信号包络检波所适用的信号所适用的信号所适用的信号所适用的信号。4. 4.会对包络检波电路分析。会对包络检波电路分析。会对包络检波电路分析。会对包络检波电路分析。1. 1.课程名称课程名称课程名称课程名称2.2
13、.课程性质课程性质课程性质课程性质4.4.本节内容本节内容本节内容本节内容5.5.本节重点难点本节重点难点本节重点难点本节重点难点3.3.课程内容课程内容课程内容课程内容7.7.本节教学方法本节教学方法本节教学方法本节教学方法6.6.6.6.本节达到目标本节达到目标本节达到目标本节达到目标极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路讲授法为主讲授法为主讲授法为主讲授法为主问题导引法问题导引法问题导引法问题导引法穿插波形动画演示穿插波形动画演示穿插波形动画演示穿插波形动画演示1. 1.课程名称课程名称课程名称课程名称2.2.课程性质课程性质课程性
14、质课程性质4.4.本节内容本节内容本节内容本节内容5.5.本节重点难点本节重点难点本节重点难点本节重点难点3.3.课程内容课程内容课程内容课程内容7.7.7.7.本节教学方法本节教学方法本节教学方法本节教学方法6.6.本节达到目标本节达到目标本节达到目标本节达到目标极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路3. 检波电路有两种类型：包络检波电路和同步检波电路。前检波电路有两种类型：包络检波电路和同步检波电路。前者只能对普通调幅进行检波，后者可以对任何调幅波进行解者只能对普通调幅进行检波，后者可以对任何调幅波进行解调。调。引：引：1.检波是调幅
15、的逆过程。检波是调幅的逆过程。是从高频已调波中恢复出原低频调是从高频已调波中恢复出原低频调制信号的过程。制信号的过程。2.从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是从频谱上看，解调也是一种信号频谱的线性搬移过程，是将高频端的信号频谱搬移到低频端。将高频端的信号频谱搬移到低频端。4.大信号包络检波：也叫峰值包络检波，高频输入信号的大信号包络检波：也叫峰值包络检波，高频输入信号的振幅大于振幅大于0.5V。教学过程教学过程极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路一、一、一、一、 大信号包络检波的工作原理大信号包络检波的工作原理大信号包络检
16、波的工作原理大信号包络检波的工作原理1.1.电路组成电路组成电路组成电路组成ZL+- -uo(t)DRC+- -ui(t)它是由输入回路、二极管它是由输入回路、二极管D和和RC低通低通滤波器组成。滤波器组成。 R（负载电阻）（负载电阻）：较大较大 Rr rd d (D(D导通电阻）导通电阻） C（负载电容）（负载电容） RC低通滤波电路有两个作用：低通滤波电路有两个作用： 对低频信号，电容对低频信号，电容C的容抗的容抗 ，电容，电容C相当于开路，相当于开路，电阻电阻R就作为检波器的负载，其两端输出低频解调电压就作为检波器的负载，其两端输出低频解调电压。 对高频载波信号对高频载波信号ui来说，电
17、容来说，电容C的容抗的容抗 ，电容，电容C相当于相当于短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。短路，起到对高频电流的旁路作用，即滤除高频信号。理想情况下，理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为低通滤波网络所呈现的阻抗为: :极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路理想情况下，理想情况下，RC低通滤波网络所呈现的阻抗为低通滤波网络所呈现的阻抗为: :注：注：C对高频信号阻抗小，高频电压大部分加到对高频信号阻抗小，高频电压大部分加到D上。上。2.2.为调幅波时的工作原理为调幅波时的工作原理为调幅波时的工作原理为调幅波时的工作原理峰值
18、检波器的工作条件：检波器一般工作在大信号状态，峰值检波器的工作条件：检波器一般工作在大信号状态，输入信号要求大于输入信号要求大于0.5V，通常在，通常在1V左右。左右。极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路+uD- -+- -uoiduD= ui- - uoRi充充+- -uoi放放+- -ui+- -uiDRCui+- -Crd调幅波正半周时二极管正向导通，输入高调幅波正半周时二极管正向导通，输入高频电压通过二极管对电容频电压通过二极管对电容C充电，充电时间常充电，充电时间常数为数为rdC。因为因为rdC较小，充电很快，电容上电较小，充
19、电很快，电容上电压建立的很快压建立的很快,输出电压输出电压uo(t)很快增长很快增长。 作用在二极管作用在二极管D两端上的电压为两端上的电压为ui(t)与与uo(t)之差，即之差，即uD= ui- - uo。所以二极管的。所以二极管的导通与否取决于导通与否取决于uD当当uD= ui- - uo0，二极管导通；二极管导通；当当uD= ui- - uoRC放电的速率放电的速率tui(t)与与uc(t)uc(t)ui(t)极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路避免产生惰性失真的条件：避免产生惰性失真的条件：可见，可见，ma，越大，信号包络变化越
20、快，要求越大，信号包络变化越快，要求RC的值就应该越小。的值就应该越小。极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路 Uim(1-ma)(4)(4)负峰切割失真负峰切割失真负峰切割失真负峰切割失真 Uim UR二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。二极管截止，检波输出信号不跟随输入调幅波包络的变化而产生失真。当当URUim(1-ma) URUDC经经R和和RL分分压压后后在在R上上产产生生的直流电压为：的直流电压为：由于由于UR对对检波检波二极管二极管D来说相来说相当于一个反向偏置电压，会影当于一个反向偏置电压，会影响二
21、极管的工作状态。响二极管的工作状态。在输入调幅波包络的负半周在输入调幅波包络的负半周峰值处可能会低于峰值处可能会低于UR,后级放大器后级放大器ui+- -CRLRDCc+UDC - -+- -UR+u(t)- -极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路 显然，显然，RL越小，越小，UR分压值越大，底部切分压值越大，底部切割割失真越容易产生；另外，失真越容易产生；另外，ma值越大，调幅波包络的振幅值越大，调幅波包络的振幅maUim越大，调幅波包络的负峰越大，调幅波包络的负峰值值Uim(1- -ma)越小，底部切越小，底部切割割失真也越易产生。
22、失真也越易产生。要要防防止止这这种种失失真真，必必须须要要求求调调幅幅波波包包络络的的谷谷值值Uim(1- -ma)大大于于直直流流电压电压UR。即即避免底部切割失真的条件为：避免底部切割失真的条件为：式中，式中，R=RL/R为检波器输出端的交流负载电阻，而为检波器输出端的交流负载电阻，而R为直流为直流负载电阻。负载电阻。极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路例题例题1：二极管检波电路如图所示。已知输入电压二极管检波电路如图所示。已知输入电压，检波器负载电阻检波器负载电阻，二极管导通电阻，二极管导通电阻，（1）检波器电压传输系数）检波器电压传输系数（2）检波器输出电压）检波器输出电压（3）保）保证输出波形不出波形不产生惰性失真生惰性失真时的最大的最大负载电容容C。 ，试求：，试求：极管大信号包络检波器6.2二极管大信号包络检波器二极管大信号包络检波器高频电子线路高频电子线路解：（解：（1 1）（2 2）检波器输出电压）检波器输出电压 （3 3）不产生惰性失真的条件是）不产生惰性失真的条件是最大负载电容为最大负载电容为 作业题：作业题：6-4，6-5极管大信号包络检波器
