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检波 detection

检波 detection

检波 detection

本文核心词:管,收音机,矿石,二手,吊车,图拉丁,钢筋,二极管,检波

检波即将音频信号或视频信号从高频信号(无线电波)中分离出来叫解调。幅度调制的解调简称检波,其作用是从幅度调制波中不失真的检出调制信号来。根据是否需要同步信号,检波可分为同步检波和包络检波。

检波(detection) 广义的检波通常称为解调,是调制的逆过程,即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程;对调频波 ,是从它的频率变化提取调制信号的过程;对调相波,是从它的相位变化提取调制信号的过程。

狭义的检波是指从调幅波的包络提取调制信号的过程。有时把这种检波称为包络检波或幅度检波。图1-20-21表示出了这种检波的原理:先让调幅波经过检波器(通常是晶体二极管),从而得到依调幅波包络变化的脉动电流,再经过一个低通滤波器滤去高频成分,就得到反映调幅波包络的调制信号。

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。不论哪种振幅调制信号,都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是, 普通调幅信号来说,它的载波分量被抑制掉,可以直接利用非线性器件实现相乘作用,得到所需的解调电压,而不必另加同步信号,通常将这种振幅检波器称为包络检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器,而在集成电路中,主要采用三极管射极包络检波器。同步检波,又称相干检波,主要用来解调双边带和单边带调制信号,它有两种实现电路。一种由相乘器和低通滤波器组成,另一种直接采用二极管包络检波。

工程实际中,有一类信号叫做调幅波信号(AM信号),这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来,需要专门的电路,叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。

检波二极管具有结电容低,工作频率高和反向电流小等特点,传统上用于调幅信号检波。

二极管检波原理如下:调幅信号是一个高频信号承载一个低频信号,调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号。如在每个信号周期取平均值,其恒为零。若将调幅信号通过检波二极管,由于检波二极管的单向导电特性,调幅信号的负向部分被截去,仅留下其正向部分,如在每个信号周期取平均值(低通滤波),所得为调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号,实现了解调(检波)功能。调幅波信号是二极管检波电路的输入,因为二极管只允许单向导电,所以,如果使用的是硅管,则只有电压高于0.7V的部分可以通过二极管。同时,由于二极管的输出端连接了一个电容,这个电容与电阻配合对二极管输出中的高频信号对地短路,使得输出信号基本上就是信号包络线。电容和电阻构成的这种电路功能叫做滤波。锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。

检波器,是检出波动信号中某种有用信息的装置。用于识别波、振荡或信号存在或变化的器件。检波器通常用来提取所携带的信息。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系,主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器,为了得到解调作用,需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号(相干信号)。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。

从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。用以完成这个任务的电路称为检波器。最简单的检波器仅需要一个二极管就可以完成,这种二极管就被称做检波二极管。

目前,集成射频检波器现已得到了广泛的应用,而且每当要求更高的灵敏度和稳定性时,集成射频检波器有代替传统的二极管检波器的趋向。

从调幅波中恢复调制信号的电路,也可称为幅度解调器。与调制器一样,检波器必须使用非线性元件,因而通常含有二极管或非线性放大器

矿石检波只不过是把矿石当做二极管而已,和二极管检波一样都是包络检波。

准确地说并不是把矿石当做二极管,而是把矿石(半导体)和导线放一起,作为一个金属-半导体接触的模块来单向导电,金属-半导体接触的效果和PN结的二极管差不多,这是半导体物理非常基础的部分,就不赘述了,百度一搜就有,比如

检波二极管是用于把叠加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的检波效率和良好的频率特性。

检波(也称解调)二极管 的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来,广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中,其工作频率较高,处理信号幅度较弱。

就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波。锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于一般二极管检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。

常用的国产检波二极管有2AP系列锗玻璃封装二极管。常用的进口检波二极管有1N34/A、1N60等。

整流检波二极管的作用把交流电压变换成单向脉动电压。

具有结电容低,工作频率高和反向电流小等特点,传统上用于调幅信号检波。工作原理如下:

调幅信号是一个高频信号承载一个低频信号,调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号。如在每个信号周期取平均值,其恒为零。

若将调幅信号通过检波二极管,由于检波二极管的单向导电特性,调幅信号的负向部分被截去,仅留下其正向部分,此时如在每个信号周期取平均值(低通滤波),所得为调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号,实现了解调(检波)功能。

锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。

检波(detection) 广义的检波通常称为解调,是调制的逆过程,即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波是从它的振幅变化提取调制信号的过程;对调频波,是从它的频率变化提取调制信号的过程;对调相波,是从它的相位变化提取调制信号的过程。

狭义的检波是指从调幅波的包络提取调制信号的过程。,有时把这种检波称为包络检波或幅度检波。

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称为检波。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。不论哪种振幅调制信号,都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。,普通调幅信号,它的载波分量被抑制掉,直接非线性器件实现相乘作用,得到所需的解调电压,而不必另加同步信号,通常将这种振幅检波器称为包络检波器。目前应用最广的是二极管包络检波器,而在集成电路中,主要采用三极管射极包络检波器。同步检波,又称相干检波,主要用来解调双边带和单边带调制信号,它有两种实现电路。一种由相乘器和低通滤波器组成,另一种直接采用二极管包络检波。

工程中,有一类信号叫做调幅波信号(AM信号),这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。把低频信号取出来,的电路,叫做检波电路。使用二极管组成最简单的调幅波检波电路。

二极管检波原理:调幅波信号是二极管检波电路的输入,二极管只允许单向导电,,使用的是硅管,则只有电压高于0.7V的部分通过二极管。,二极管的输出端连接了一个电容,电容与电阻配合对二极管输出中的高频信号对地短路,使得输出信号基本上信号包络线。电容和电阻构成的这种电路功能叫做滤波。

选用

检波二极管一般可选用点接触型锗二极管,例如2AP系列等。选用时,应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。虽然检波和整流的原理是一样的,而整流的目的只是为了得到直流电,而检波则是从被调制波中取出信号成分(包络线)。检波电路和半波整流线路 完全相同。因检波是对高频波整流,二极管的结电容一定要小, 所以选用点接触二极管。能用于高频检波的二极管大多能用于限幅、箝位、开关和调制电路。

代换

检波二极管损坏后,若无同型号二极管更换时,也可以选用半导体材料相同,主要参数相近的二极管来代换。在业余条件下,也可用损坏了一个PN结的锗材料高频晶体管来代用。

检波电路

如图所示是二极管检波电路。电路中的VD1是检波二极管,C1是高频滤波电容,R1是检波电路的负载电阻,C2是耦合电容。

检波电路主要由检波二极管VD1构成。

在检波电路中,调幅信号加到检波二极管的正极,这时的检波二极管工作原理与整流电路中的整流二极管工作原理基本一样,利用信号的幅度使检波二极管导通,如图所示是调幅波形展开后的示意图。

从展开后的调幅信号波形中可以看出,它是一个交流信号,只是信号的幅度在变化。这一信号加到检波二极管正极,正半周信号使二极管导通,负半周信号使二极管截止,这样相当于整流电路工作一样,在检波二极管负载电阻R1上得到正半周信号的包络,即信号的虚线部分,见图中检波电路输出信号波形(不加高频滤波电容时的输出信号波形)。

检波电路输出信号由音频信号、直流成分和高频载波信号三种信号成分组成,详细的电路分析需要根据三种信号情况进行展开。这三种信号中,最重要的是音频信号处理电路的分析和工作原理的理解。

包络检波(envelope-demodulation)是基于滤波检波的振动信号处理方法,尤其对初期故障和信噪比较低的故障信号识别能力强。将一段时间长度的高频信号的峰值点连线,就可以得到上方(正的)一条线和下方(负的)一条线,这两条线就叫包络线。包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。对于等幅高频信号,这两条包络线就是平行线。 当用一个低频信号对一个高频信号进行幅度调制(即调幅)时,低频信号就成了高频信号的包络线。

从调幅信号中将低频信号解调出来的过程,就叫做包络检波。也就是说,包络检波是幅度检波。 包格检波常用的方法是采用二极管进行单向过滤后再进行低通滤波。没有二极管而直接进行低通滤波的话,会使正、负包络线抵消,从而检不出低频信号。 除了包络检波,还有频偏(调频)检波,相移(或相位)检波等等。

调幅波的解调即是从调幅信号中取出调制信号的过程,通常称为检波。检波广义的检波通常称为解调,是调制的逆过程,即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程;对调频波 ,是从它的频率变化提取调制信号的过程;对调相波,是从它的相位变化提取调制信号的过程。

工程实际中,有一类信号叫做调幅波信号,这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来,需要专门的电路,叫做检波电路。使用二极管可以组成最简单的调幅波检波电路。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。目前应用最广的是同步检波器,不论哪种振幅调制信号,都可采用相乘器和低通滤波器组成的同步检波电路进行解调。但是, 普通调幅信号来说,它的载波分量没有被抑制掉,可以直接利用非线性器件实现相乘作用,得到所需的解调电压,而不必另加同步信号,通常将这种振幅检波器称为包络。

包络检波器

图1是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准检波器的电压输入输出波形。

调幅信号Ua(t)加在L1C1回路两端。经检波后在负载RLC上产生随Ua(t)的包络而变化的电压u(t),其波形如图2所示。这种检波器的输出u(t)与输入信号Ua(t)的峰值成正比,所以又称峰值检波器。

包络检波器的工作原理可用图2的波形来说明。

在t1tt2时间内,输入信号瞬时值Ua(t)大于输出电压u(t),二极管导通,电容C通过二极管正向电阻ri充电,u(t)增大;在t2tt3时间内,Ua(t)小于u(t),二极管截止,C通过RL放电,因此u(t)下降;到t3以后,二极管又重新导电,这一过程照此重复不已。只要RLC选择恰当,就可在负载RLC上得到与输入信号包络成对应关系的输出电压u(t)。如果时间常数RLC太大,放电速度就会放慢,当输入信号包络下降时,u(t)可能始终大于Ua(t),造成所谓对角切割失真(图2)。此外,检波器的输出通常通过电容、电阻耦合电路加到下一级放大器,如图1中虚线所示。如果Rg太小,则检波后的输出电压u(t)的底部即被切掉,产生所谓的底部切割失真。

“同步检波”也称相干检波(coherent)和零拍检波(homodyne),适用于所有线性幅度调制(包括普通am调幅波)。抑制载波的双边带或者单边带调幅只能通过“同步检波”来解调。

同步检波是用一个与载波同频同相的本振信号与已调信号相乘来实现信号解调的过程。

同步检波就指是在收听中波、短波时,将邻近相互打架的两个或多个电台,通过同步检波滤出一个较强的电台,并清晰的收听到这个电台。

同步检波针对中短波而言,不适用于调频,在使用二次变频的情况下,可以不打开同步检波开关,但在打开同步检波开关时,一定使用了二次变频。

在收听过程中,使用二次变频,可以比普通收音机更稳定收到听您需要的短波电台,从而大大提高收音机的接收灵敏度、抗干扰能力及选择性,大大提高了短波各项性能指标。二次变频只针对短波,不适用于调频和中波,但是二次变频没法克服相邻近很近的干扰电台及干扰信号,而增加同步检波之功能后可以在二次变频的基础上有效地克服这些问题。

同步检波

通常一个完整的AM调制信号主要由载波,上边带(USB),下边带(LSB)三部分组成; USB和LSB对称分布在载波二侧;同步检波的主要作用就是将AM的调制信号中的上,下边带用同步检波技术将它分离出来。

一般情况下收听其中的一个边带就能听到声音了;但用了同步检波功能后,便能随意收听上,下边带中的任一边带,使收听多了一个选择。

从而也绝好地解决了邻频干扰的问题。现时的邻频干扰多数为:“目的广播和相邻广播的单侧边带相重合,”而造成。例如邻频干扰在上边带(USB)时,你可利用同步检波功能,选择下边带(LSB)来收听,则可绝妙地避开邻频干扰。这就是同步检波功能最大的好处。普通机是无法分离上,下边带的,它只能提高选择性来抑制邻频干扰。用了同步检波技术后,邻频干扰也就彻底地解决了。

同步检波分为乘积型和叠加型两种方式,这两种检波方式都需要接收端恢复载波支持,恢复载波性能的好坏,直接关系到接收机解调性能的优劣。

乘积型

乘积型同步检波是直接把本地恢复载波与接收信号相乘,用低通滤波器将低频信号提取出来。在这种检波器中,要求恢复载波与发端的载波同频同相。如果其频率或相位有一定的偏差。将会使恢复出来的调制信号产生失真。

乘积型同步检波

叠加型

叠加型同步检波是将DSB或SSB信号插入恢复载波,使之成为或近似为AM信号,利用包络检波器将调制信号恢复出来。

二极管平衡同步检波电路

对于DSB信号而言,只要加入的恢复载波电压在数值上满足一定的关系,就可得到一个不失真的AM波。

电路由叠加器和包络检波器两部分组成。

同步检波器

同步检波器又称为相干检波器,是用一个与载波同频同相的本振信号与已调信号相乘来实现信号解调的过程,主要用于解调单边带和双边带调幅信号。

同步检波有两种实现电路,即利用相乘器构成的乘积型同步

同步检波

检波电路和利用叠加器构成的叠加型同步检波电路。这两者都需要接收端恢复载波支持,而恢复载波性能的好坏直接关系到接收机解调性能的优劣。

信号来源

同步检波一个关键问题是本机载波的恢复。乘积型和叠加型同步检波电路,都要求同步信号与发送端载波信号严格保持同频同相,否则就会引起解调失真。

(1)对于双边带调幅波,同步信号可以直接从输入双边带调幅波中提取,即将双边带调幅波信号取平,从中取出角频率为

的分量,经二分频器将它变换成角频率为

的同步信号.

(2)对于单边带调幅波,同步信号无法从输入调幅波中提取出来,产生同步信号的方法有三种:

①在发送端发送单边带调幅信号的同时,附带发送一个频率远低于边带信号功率的载波信号,称为导频信号,接收端收到导频信号后,经放大就可以作为同步信号。

②可以用导频信号去控制接收端载波振荡器,使之输出的同步信号与发送端载波信号同步。

③如发送端不发送导频信号,那么发送端和接收端均可以采用频率稳定度很高的石英晶体振荡器或频率合成器,以使两者频率相同且稳定不变。

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