调幅波的解调方法及原理分析

解调是将测量信号从调制波中还原出来的过程。由于不同的调幅波在调制原理上存在差异，因此解调方法也不相同。

1.AM波的解调

从AM波中还原测量信号最常用的就是包络检波器，图14.1-6说明了包络检波器的工作原理。该电路由整流，检波，低通滤波器和高通滤波器组成。电路中VD为整流二极管，RD为二极管导通时的电阻。由于二极管的单向导电特性，当调制波的正半周时，二极管导通，向电容C1充电。当信号下降时，由于电容C1上的电压大于输入信号，所以二极管截止，电容C1通过电阻R1放电。只要保证（在不考虑信号源内阻情况下）使电容C1很快地充电至输入信号的峰值；并且（不考虑高通滤波器的输入阻抗），使电容C1通过R1缓慢放电，维持到输入信号的下一个正半周到来，再一次充电达到新周期的峰值。这样，就能得到带有纹波，但已近似于包络线的曲线。如果纹波明显的话，可以再加入一个低通滤波器将它滤掉。高通滤波器可将f2（t）中的直流分量滤除（C2的隔直作用）。因为C2和R2串联，f3（t）是R2上的分压结果，但是它可以写成

图14.1-6　包络检波器及工作原理

（a）包络检波器；（b）包络检波器各点波形

ε可以由放大器的增益来实现。

从上述分析可知，整流检波不适合双边带调幅波（DSB）和单边带调幅（SSB）波的解调。

2.DSB和SSB波的解调

同步检波（又称为相敏检波）主要用来解调DSB和SSB调幅波的。图14.1-7是二极管包络检波器构成的同步检波器，其中us（t）为调幅波，即

图14.1-7　二极管包络检波器构成的同步检波器

ur（t）为同步波，表示为

两信号合成后，可写成

将式（14.1-9）与式（14.1-3）比较可知，只要满足Urm＞Usm的条件，合成信号为不失真的AM信号，因而再用包络检波器便可检出所需的调制信号。

必须指出，同步检波的关键就是要有一个与载波信号同频同相的同步信号。在实际应用中，直接使用载波信号不方便的话，也可用相应的电路从调制波中提取。

另外一种解调方法是由相乘器和低通滤波器组成，其原理为

令Urm＝1，式（14.1-10）可写成

通常ω0≫ω，用低通滤波器滤掉式（14.1-11）中的第二项和第三项，剩下第一项即可检出调制信号。

3.常用解调电路(www.xing528.com)

（1）AM解调电路（整流电路）。

1）半波精密包络检波器。图14.1-8为半波精密包络检波器，由于电容C上的充电电压不影响半波整流器的工作，所以它属于平均值检波电路。

在us为正半周期时，N1输出为负，VD1导通，VD2截止，A点通过R3虚接地，A点输出地电位。us为负半周期时，N1输出为正，VD1截止，VD2导通，A点输出与us反相的半波信号，实现半波整流，它相当于一个整流管。但VD2在闭环内，可以把它看做N1输出阻抗的一部分。在VD2导通的半周期内，A点输出为uA＝－，与VD2的导通电阻无关，从而VD的特性不影响检波精度。

2）全波包络检波电路。图14.1-9所示电路为全波精密整流器，该电路由两个半波精密整流器组成，工作原理参见图14.1-8电路说明。要求R1＝R3＝Rf1＝Rf2，输出需接低通滤波器。全波输出u0＝|us|。

图14.1-8　半波精密包络检波器

图14.1-9　全波精密整流器

3）电流输出型全波包络检波器。图14.1-10具有电流输出的全波整流器。流经负载RL的电流为I0，并且有|I0|＝|I1|＝|us|/R1，因为I1的方向随us的极性变化，I0的方向不变，从而实现了I0＝|us|/R1的直流输出。在RL上并电容C即可完成低通滤波或接低通滤波器，构成全波包络检波器。如果输入信号从运算放大器的同相端输入，可构成高输入阻抗的全波整流电路。

（2）DSB和SSB解调电路（相敏检波）。

1）相加型半波相敏检波。图14.1-11所示电路是实现图14.1-7原理的相加型半波相敏检波电路。由于ur≫，只有在ur左端为正的半个周期VD1和VD2才可能导通，电路才工作。加在ad上的电压为ur＋，加在bd上的电压为

所以有

图14.1-10　具有电流输出的全波整流器

图14.1-11　相加型半波相敏检波电路

式中 SGN（ur）——当ur左端为正时取1，为负时取－1；

图14.1-12　开关式相乘型全波相敏检波

k1＝为平衡条件。

另半个周期uo＝0，并上电容C1、C2后实现低通滤波。

2）开关式相乘型全波相敏检波。图14.1-12是实现同步信号与调制波相乘来解调DSB或SSB的简单电路。在ur为正半周期时，V导通，运放的同相端接地，uo＝－usR1/R＝－us；在ur为负半周时，V截止，us同时从同相端与反相端输入，uo＝us。则有

式中 SGN（ur）——ur为正半周期时取1，否则取为－1。只要再接入低通滤波器就可以得到包络线。