AM信号的包络检波

AM信号调制与解调的仿真
- 实验原理
- 工作原理说明
- - （1）原理图
  - （2）仿真图
- 结果分析
- - Matlab仿真
二极管包络检波器的设计
- 设计方案的选择
- 电路设计
- - （1）电路图
  - （2）电路工作原理
- 电路性能测试

AM信号调制与解调的仿真

实验原理

标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。假设调制信号m（t）的平均值为0，将其叠加一个直流分量A0后与载波相乘，即可形成调幅信号。其时域表达式为：

A0为外加的直流分量，m(t)可以是确定信号，也可以是随机信号。
调制原理图如下：

其实总得来说，AM信号的调制就是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号做线性变化的过程。AM信号的解调就是把接收到的已调信号还原为调制信号m(t)。AM信号的解调有两种：相干解调法和包络检波法解调。其原理图如下：

包络检波法：实现简单，成本低，特别是接收端不需要同步载波信号，大大降低了实现难度，故所有的调幅(AM)接收机都采用包络检波法进行解调。
相干解调法：利用相干载波（频率和相位都与原载波相同的回复载波）进行的解调，相干借条的关键在于必须产生一个与调制器同频同相位的载波。

所以设计方案即是按照上述AM信号的调制与解调原理用Simulink仿真出AM信号产生的过程，并对调幅输出信号进行包络检波以及相干解调，用示波器分别观察调制信号、载波信号、AM信号、包络检波和相干解调的输出波形。

工作原理说明

（1）原理图

其中Sine Wave是调制信号，Sine Wave1是载波信号。

（2）仿真图

以上仿真图由上至下的波形图分别是调制信号、载波信号、AM信号、包络检波和相干解调的输出波形。

结果分析

Matlab仿真

仿真代码及结果如下：

下面展示一些 Matlab仿真代码。

// AM调制
t=0:0.01:2*pi;
m=sin(2*t);
subplot(3,1,1);
plot(t,m);
xlabel('t');
ylabel('m(t)');
A = 2;
wc = 200;
am = (A+m).*cos(wc.*t);
subplot(3,1,2);
plot(t,A+m);
xlabel('t');
ylabel('m(t)+A');
subplot(3,1,3);
plot(t,am);
xlabel('t');
ylabel('am(t)');
ylim([-3,3]);

从仿真的图中可以看出，AM波的包络与调制信号m(t)形状完全一样，用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号。
在代码中，当A = 1时，出现了“过调幅”现象。

因此可以得出结论：外加直流分量A应该不小于调制信号m(t)绝对值的最大值，否则会出现“过调幅”的现象。

二极管包络检波器的设计

设计方案的选择

（1）R、C取值过大，会使R、C的放电时间常数所对应的放电速度小于AM包络下降速度时，会造成输出波形不随输入信号包络而变化，产生失真。所以为了避免惰性失真，各参数应该满足：

（2）由于检波电路交直流负载电阻的不同，有可能产生负峰切割失真。所以为了避免负峰切割失真，各参数应该满足：

电路设计

（1）电路图

（2）电路工作原理

首先进行AM信号的调制，通过理想的乘法器和加法器由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号做线性变化。二极管包络检波电路仲，二极管D1为检波元件，C和R构成低通滤波器。当输入的已调信号较大时，二极管D是断续工作的，当输入信号正半周时，二极管导通，对电容C充电；信号负半周和输入电压较小时，二极管截止，电容C对R放电。在R两端得到的电压包含的频率成分很多，经过电容C滤除高频部分，在输出端就可以得到还原的低频信号。

电路性能测试

1)闭合开关A，此时二极管包络检波后的波形

此时输出为正弦波，输出波形不失真。
2）闭合开关C，此时的波形为

输出的波形为锯齿状变化，发生了惰性失真。
3）将开关A、D闭合，且R2可调电阻拉到100%，此时的波形为

此时可以发现输出的正弦波底部被切割了一部分，输出发生了底部失真。
当有效传输低频信号时，检波器常常使用隔直流电容与下级耦合，此时R两端的电压与二极管导通电压方向相反，会在一定程度上阻止二极管导通。当调制指数较大时，产生的正弦波振幅也较大，当其幅值小于R两端电压时，二极管截止，输出电压恒定，不受输入电压的控制。

当可调电阻阻值调到80%时，其波形输出为。

当可调电阻阻值调到50%时，其输出波形为

不难看出，当接入电阻R2越小越容易发生切割失真且失真更加明显。同时，因为实际的二极管中PN结存在极间电容效应，由于该电容十分微小，会使一部分高频载波信号通过，使得最终的输入信号中混合了高频成分，导致示波器中观察到的输出波形“变粗”。

基于Multisim的AM信号包络检波器相关推荐

am信号包络检波matlab,通信电路课程设计--AM信号包络检波器.doc
项目: AM信号包络检波器班级: 电气系 07级通信工程学号: 070913**** 姓名: ** ** ** 指导老师: * * * 老师日期: 2009年12月28日~~2009年12月3 ...
（四）基于Multisim的超外差接收系统：检波器的设计
(四)基于Multisim的超外差接收系统写在前面系统要求基本原理本地振荡器的设计混频器的设计中频放大器的设计检波器的设计二极管大信号包络检波基本原理充放电过程惰性失真和负峰切割 ...
（二）基于Multisim的超外差接收系统：混频器的设计
(二)基于Multisim的超外差接收系统写在前面系统要求基本原理本地振荡器的设计混频器的设计基本原理 Multisim电路及分析仿真结果中频放大器的设计检波器的设计缓冲器的设计 ...
（三）基于Multisim的超外差接收系统：中频放大器的设计
(三)基于Multisim的超外差接收系统写在前面系统要求基本原理本地振荡器的设计混频器的设计中频放大器的设计基本原理 Multisim电路及分析仿真结果检波器的设计缓冲器的设计 ...
python cv2 轮廓的包络面积_Python 基于FIR实现Hilbert滤波器求信号包络详解
在通信领域,可以通过希尔伯特变换求解解析信号,进而求解窄带信号的包络. 实现希尔伯特变换有两种方法,一种是对信号做FFT,单后只保留单边频谱,在做IFFT,我们称之为频域方法:另一种是基于FIR根据传 ...
调幅波解调-二极管峰值包络检波器【Multisim】【高频电子线路】
目录一.实验目的与要求二.实验仪器三.实验内容与测试结果 1.观测输入.输出波形,估算检波效率(D1接法不同,分别观测) 2.观察惰性失真波形(C1=100nF,其他参数保持不变) 3.观测负峰 ...
Python 基于FIR实现Hilbert滤波器求信号包络
Python 基于FIR实现Hilbert滤波器求信号包络文章目录 Python 基于FIR实现Hilbert滤波器求信号包络使用chirp信号对两种方法进行比较使用音频信号对两种方法进行比较 ...
肌电信号的包络matlab程序_基于matlab的肌电信号处理程序
基于 matlab 的肌电信号处理程序: function varargout = untitled(varargin) % UNTITLED M- untitled.fig % UNTIT ...
肌电信号的包络matlab程序_基于matlab的肌电信号处理程序：
基于 matlab 的肌电信号处理程序: function varargout = untitled(varargin) % UNTITLED M-file for untitled.fig % ...

基于Multisim的AM信号包络检波器