二極管包絡(luò)檢波實驗
一、 實驗?zāi)康?/strong>
4． 加深對二極管大信號包絡(luò)檢波工作原理的理解。
5． 掌握用二極管大信號包絡(luò)檢波器實現(xiàn)普通調(diào)幅波（AM）解調(diào)的方法。了解濾波電容數(shù)值對AM波解調(diào)影響。
6． 了解電路參數(shù)普通調(diào)幅波（AM）解調(diào)影響。
二、實驗使用儀器
1．集成乘法調(diào)幅實驗板、二極管包絡(luò)檢波實驗板
2．20MH雙蹤示波器
3. 萬用表
三、實驗基本原理與電路
1. 二極管大信號包絡(luò)檢波工作原理
圖2-1 大信號檢波電路 圖2-2大信號檢波原理
圖2-1是二極管大信號包絡(luò)檢波電路，圖2-2表明了大信號檢波的工作原理。輸入信號
為正并超過
和
上的
時，二極管導(dǎo)通，信號通過二極管向充電，此時隨充電電壓上升而升高。當
下降且小于時，二極管反向截止，此時停止向充電并通過
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，并保證基本上接近于
的幅值。如果是高頻等幅波，則
是大小為
的直流電壓（忽略了少量的高頻成分），這正是帶有濾波電容的整流電路。當輸入信號
的幅度增大或減少時，檢波器輸出電壓也將隨之近似成比例地升高或降低。當輸入信號為調(diào)幅波時，檢波器輸出電壓就隨著調(diào)幅波的包絡(luò)線而變化，從而獲得調(diào)制信號，完成檢波作用，由于輸出電壓
的大小與輸入電壓的峰值接近相等，故把這種檢波器稱為峰值包絡(luò)檢波器。2.二極管大信號包絡(luò)檢波效率
檢波效率又稱電壓傳輸系數(shù)，用
表示。它是檢波器的主要性能指標之一，用來描述檢波器將高頻調(diào)幅波轉(zhuǎn)換為低頻電壓的能力。
定義為：
當檢波器輸入為高頻等幅波時，輸出平均電壓
，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。由于檢波原理分析可知，二極管包絡(luò)檢波器當
很大而
很小時，輸出低頻電壓振幅只略小于調(diào)幅波包絡(luò)振幅，故
略小于1，實際上
在80%左右。并且
足夠大時，為常數(shù)，即檢波器輸出電壓的平均值與輸入高頻電壓的振幅成線性關(guān)系，所以又把二極管峰值包絡(luò)檢波稱為線性檢波。檢波效率與電路參數(shù)、、
以及信號大小有關(guān)。它很難用一個簡單關(guān)系式表達，所以簡單的理論計算還不如根據(jù)經(jīng)驗估算可靠。如要更精確一些，則可查圖表并配以必要實測數(shù)據(jù)得到。3.二極管大信號包絡(luò)檢波器輸入電阻
輸入電阻是檢波器的另一個重要的性能指標。對于高頻輸入信號源來說，檢波器相當于一個負載，此負載就是檢波器的等效輸入電阻
。
上式說明，大信號輸入電阻
等于負載電阻的一半再除以
。例如
，當
=0.8，時，則
。由此數(shù)據(jù)可知，一般大信號檢波比小信號檢波輸入電阻大。
3.二極管大信號包絡(luò)檢波器檢波失真
檢波輸出可能產(chǎn)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流電壓引起的失真，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(luò)線變化快、
放電慢，這些都促成發(fā)生放電失真。（2）割底失真。如圖2-4所示。
（a） （b）
圖2-4 割底失真原理及波形圖
設(shè)
，不產(chǎn)生割底失真的條件為
由該式可見，調(diào)制系數(shù)
愈大或檢波器交直流電阻之比
愈小，則愈容易產(chǎn)生割底失真。3.實驗電路
四、實驗內(nèi)容
1．普通調(diào)幅波（AM）的檢波。
2. 對角線失真觀測與防止。
3. 割底失真觀測與防止。
五、實驗步驟
1．普通調(diào)幅波（AM）的檢波
（1）集成乘法器幅度調(diào)制實驗電路板上產(chǎn)生調(diào)幅系數(shù)ma為0.3（參考值）的普通調(diào)幅波（AM） ，由二極管包絡(luò)檢波模塊IN1端加入，由TP1點監(jiān)測波形與幅度。
（2）連接J1，J2斷開，在TP2觀察檢波后不失真信號，并記錄波形, 并計算電壓傳輸系數(shù)Kd（TP1波形相與TP2波形相比）。
（3）連接J1，J2為上，調(diào)整RW1、RW2，可在輸出端觀察經(jīng)放大之后的信號。
2. 對角線失真觀測與防止。
連接J1， J2斷開，由IN1端加入普通調(diào)幅波（AM），調(diào)節(jié)集成乘法器幅度調(diào)制實驗電路板上產(chǎn)生的普通調(diào)幅波（AM）的調(diào)幅系數(shù)ma、調(diào)制信號頻率Ω、二極管大信號包絡(luò)檢波實驗電路上電位器RW1，在TP2點觀測圖2-6所示對角線失真（惰性失真）波形圖。
圖2 -6 對角線失真波形圖
調(diào)節(jié) ma 、調(diào)制信號頻率、二極管大信號包絡(luò)檢波實驗電路上電位器RW1，使對角線失真消失，驗證避免對角線失真條件：
表2-1 避免對角線失真測試表：
注：負載在測TP2時為R1//R2+RW1;TP3時為R1//R2+RW1//R3+RW2
3. 割底失真觀測與防止。
連接J1，J2斷開，調(diào)節(jié)集成乘法器幅度調(diào)制實驗電路板上產(chǎn)生的普通調(diào)幅波（AM）的調(diào)幅系數(shù)ma、二極管大信號包絡(luò)檢波實驗電路上電位器RW1、RW2，在TP3 觀測圖2-7所示割底失真波形圖。
圖2 -7 割底失真波形圖
調(diào)節(jié) ma 、 RW1、RW2，使割底失真消失，驗證避免割底失真條件：
表2-2 避免割底失真測試表：
六、實驗報告要求
1．整理按實驗步驟所得的數(shù)據(jù)，繪制記錄的波形。
2．畫出對角線失真、割底失真波形圖。
3．分析并驗證二極管大信號包絡(luò)檢波電路不能解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。
4.總結(jié)由本實驗所獲得的體會。
1．普通調(diào)幅波（AM）的檢波。
2. 對角線失真觀測與防止。
3. 割底失真觀測與防止。
五、實驗步驟
1．普通調(diào)幅波（AM）的檢波
（1）集成乘法器幅度調(diào)制實驗電路板上產(chǎn)生調(diào)幅系數(shù)ma為0.3（參考值）的普通調(diào)幅波（AM） ，由二極管包絡(luò)檢波模塊IN1端加入，由TP1點監(jiān)測波形與幅度。
（2）連接J1，J2斷開，在TP2觀察檢波后不失真信號，并記錄波形, 并計算電壓傳輸系數(shù)Kd（TP1波形相與TP2波形相比）。
（3）連接J1，J2為上，調(diào)整RW1、RW2，可在輸出端觀察經(jīng)放大之后的信號。
2. 對角線失真觀測與防止。
連接J1， J2斷開，由IN1端加入普通調(diào)幅波（AM），調(diào)節(jié)集成乘法器幅度調(diào)制實驗電路板上產(chǎn)生的普通調(diào)幅波（AM）的調(diào)幅系數(shù)ma、調(diào)制信號頻率Ω、二極管大信號包絡(luò)檢波實驗電路上電位器RW1，在TP2點觀測圖2-6所示對角線失真（惰性失真）波形圖。
圖2 -6 對角線失真波形圖
調(diào)節(jié) ma 、調(diào)制信號頻率、二極管大信號包絡(luò)檢波實驗電路上電位器RW1，使對角線失真消失，驗證避免對角線失真條件：
表2-1 避免對角線失真測試表：
| Ω | ma | 負載 | |
| 第一次 | |||
| 第二次 | |||
| 第三次 |
3. 割底失真觀測與防止。
連接J1，J2斷開，調(diào)節(jié)集成乘法器幅度調(diào)制實驗電路板上產(chǎn)生的普通調(diào)幅波（AM）的調(diào)幅系數(shù)ma、二極管大信號包絡(luò)檢波實驗電路上電位器RW1、RW2，在TP3 觀測圖2-7所示割底失真波形圖。
圖2 -7 割底失真波形圖
調(diào)節(jié) ma 、 RW1、RW2，使割底失真消失，驗證避免割底失真條件：
表2-2 避免割底失真測試表：
| 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(shù)據(jù)，繪制記錄的波形。
2．畫出對角線失真、割底失真波形圖。
3．分析并驗證二極管大信號包絡(luò)檢波電路不能解調(diào)抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波。
4.總結(jié)由本實驗所獲得的體會。