1、辽 宁 工 业 大 学高频电子线路课程设计（论文）题目： 二极管检波电路设计 院（系）： 信息科学与工程学院专业班级： 通信 041 学 号： 040305005 学生姓名： 王业麒 指导教师： 牛芳琳 教师职称： 起止时间：_课程设计（论文）任务及评语院（系）：信息科学与工程学院 教研室：通信工程学 号 040305005 学生姓名 王业麒 专业班级 通信 041、课程设计（论文）题目二极管检波电路设计课程设计（论文）任务要求：1对一个常规调幅信号进行二极管检波解调并用 EWB 仿真，能够观察输入输出波形。2根据电路结果求出电压利用系数3判断设计的电路是否能够产生失真参数：常规调幅信号调幅系
2、数为 0.5，输入信号载波频率 10000HZ，载波电压 100mV 左右。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目 录第一章 课程设计的基本概念.11.1 检波电路的基本概念.1第二章 课程设计目的与要求.12.1 课程设计目的.12.2 课程设计的实验环境.12.3 课程设计的预备知识.12.4 课程设计要求.1第三章 课程设计内容.23.1 电路原理设计.23.2 设计电路.53.3 总结.7参考文献.7辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）1第一章 课程设计的基本概念1.1 检波电路的基本概
3、念调幅信号的解调就是从已调波信号中还原出原调制信号,这个过程是调制的逆过程,称为振幅检波,简称为检波。从频谱关系看，调幅是把调制信号的频谱搬移到高频载波附近：检波则是把已调波中的边带信号不失真地从高频载波附近搬移到原来的位置，因此检波电路也是频谱搬移电路。检波方法可分为两大类：包络检波和同步检波，包络检波是指检波器的输出电压直接反映高频调幅波包络变化规律的一种检波方法。由于普通调幅波的包络反映了调制信号的规律，与调制信号成正比，因此包络检波适用于普通调幅波的解调。接下来将介绍二极管包络检波电路。第二章 课程设计目的与要求2.1 课程设计目的本课程的课程设计是设计一个简单的二极管检波电路，通过本
4、次设计，让学生掌握高频电子线路的设计方法，并将其与仿真联系起来，理论与实践相结合，培养学生的设计能力。2.2 做仿真部分：课程设计的实验环境硬件要求能运行 Windows 9.X 操作系统的微机系统。EWB 仿真操作系统。2.3 课程设计的预备知识熟悉 EWB 仿真操作系统，及高频电子线路课程。2.4 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，按照要求设计电路，计算电路的参数，完成课程设计。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）2第三章 课程设计内容3.1 电路原理设计。（1）原理电路及工作原理图 11(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。它是由输入回路、二极管 VD 和
5、 RC低通滤波器组成。在该电路中一般要求输入信号的幅度在 0.5V 以上，所以二极管处于大信号工作状态，又称为大信号检波电路。(1-1)式中,c 为输入信号的载频,在超外差接收机中则为中频 I 为调制频率。在理想情况下,RC 网络的阻抗 Z 应为(1-2)图 1-1 二极管峰值包络检波器(a) 原理电路 (b)二极管导通 (c)二极管截止（2）对检波器的基本要求() 检波效率要高衡量一个检波器检波效率的一个参数是电压传输系数 V 。它定义为检波器输出调幅电压的幅值 m (与检波器输入调幅包络变化幅值 m 之比，即() 避免对角线失真辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）3
6、在检波电路中，如果检波负载电路的时间常数 RC 太大，则滤波电容 上的电压可能跟不上调幅波包络线幅度的变化，就会产生对角线失真。在调制系数 a 和最高调制频率 max 确定的条件下，避免对角线失真的条件是() 负峰切割要小负峰切割失真是由于检波器的直流负载和交流负载不同而引起的。在图 1-2 中，检波器的直流负载为 = 1+ w1。而实际检波电路的输出端（图中的 B 端）常经耦合电容 (图中 1）送至下一级负载（图中 2和 w2），故检波器交流负载为 r =( 1+ w1) / ( 2+ w2) 。若调幅波的调幅系数 a 比较大，且直流分量小于低频分量的振幅（图 1-2（b）中 ( m 0)，
7、则调幅波包络的波谷处被切割，出现了负峰切割失真。避免负峰切割失真的条件是：对于晶体管电路，下级放大器的输入电阻 i 约为 25k。如果 a 在 0.30.8 的范围内，则 的取值范围为 110 k。（3）.输入电阻 Ri检波器的输入阻抗包括输入电阻 Ri 及输入电容 Ci。输入电阻是输入载波电压的振幅 Um 与检波器电流的基频分量振幅 I1 之比值,即 输入电阻是前级的负载,它直接并入输入回路,影响着回路的有效 Q 值及回路阻抗。有当 gDR50 时, 很小,sin-3/6,cos1-2/2,代入上式,可得辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）4检波器的输入阻抗（4）检波
8、器的失真1)惰性失真在二极管截止期间,电容 C 两端电压下降的速度取决于 RC 的时常数。了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期内,使电容 C 通过 R 放电的速度大于或等于包络的下降速度,即 如果输入信号为单音调制的 AM 波,在 t1 时刻其包络的变化速度为二极管停止导通的瞬间,电容两端电压 uC 近似为输入电压包络值,即uC=Um(1+mcost)。从 t1 时刻开始通过 R 放电的速度为将上 2 个式代入可得 实际上,不同的 t1,U(t)和 Cu 的下降速度不同,为避免产生惰性失真,必须保证 A 值最辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）5大时,仍有 Ama
9、x1。故令 dadt1=0,得 代入式中,得出不失真条件如下:底部切削失真底部切削失真又称为负峰切削失真。产生这种失真后。这种失真是因检波器的交直流负载不同引起的。 因为 Cg 较大,在音频一周内,其两端的直流电压基本不变,其大小约为载波振幅值UC,可以把它看作一直流电源。它在电阻 R 和 Rg 上产生分压。在电阻 R 上的压降为调幅波的最小幅度为 UC(1-m),要避免底部切削失真,应满足 3.2 设计电路，并画出电路图（用 EWB 画，并打出）1、利用 EWB 软件绘制的普通调幅及其包络检波的实验电路。图中各元件的名称及标称值。 如下图所示：辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明
10、书（论 文）6普通调幅及其包络检波器元件列表序号 元件名称及标号 标称值1 信号源 Ui 3V/1kHz2 载波 Uc 4V/200kHz3 直流电压源 Uo 6V4 电阻器 R1 10k5 电阻器 R2 10k6 电阻器 R3 5107 电阻器 R4 1.2k8 可变电阻器 R5 5 k/0%9 电阻器 R6 560 10 可变电阻器 R7 100 k/100%11 平衡电阻 R 10k12 负反馈电阻 Rf 10k13 电容器 C1 0.033uF14 电容器 C2 0.033uF15 电容器 C3 10uF16 检波二极管 D1 2AP717 模拟乘法器 A1 默认值18 集成运算放大器
11、 AR1 默认值2、设置电路中各元件的参数，打开仿真开关，从示波器上观察调幅波及检波输出信号的波形。 3、将 R5调到最大(100%)，从示波器上可以观察到检波器的输出波形将出现惰性失真。4、将 R5恢复到最小，调整 R7到最小(0%)，从示波器上可以观察到检波器出现负峰切割失真。 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）7二极管信号峰值包络检波器输入调幅波与输出波形检波器出现惰性失真时的输出波形检波器出现切割失真的输出波形3.3 总结通过本次课设，使我们把理论和实践充分的结合起来了，充分的锻炼了我们的动手能力。使我了解了设计电路的程序，也使我掌握了关于二极管检波的原理和设计理念。通过 EWB的仿真使我了解了该软件的原理与使用方法，为我们以后的实践打下了坚实的基础。参考文献1 张肃义.高频电子线路.第二版.北京：高等教育出版社，19882 李新平.实用电子仿真技术.北京：机械工业出版社，20033 李东生.信号与电子系统原理及 EDA 仿真.中国科学技术大学，2000
