调幅与检波的基本原理介绍

　　什么是调幅

　　调幅（AmplitudeModulation，AM）。调幅也就是通常说的中波，范围在530---1600KHz。调幅是用声音的高低变为幅度的变化的电信号。传输距离较远，但受天气因素影响较大，适合省际电台的广播。早期VHF频段的移动通信电台大都采用调幅方式，由于信道衰落会使模拟调幅产生附加调幅，造成失真，在传输的过程中也很容易被窃听，目前已很少采用。目前在简单通信设备中还有采用，如收音机中的AM波段就是调幅波，音质和FM波段调频波相比较差。

　　调幅分类

　　振幅调制可分为普通调幅（AM），双边带调幅（DSB-AM），单边带调幅（SSB-AM）与残留边带调幅（VSB-AM）几种不同方式。

　　双边带调幅

　　双边带调幅信号中仅包含两个边频，无载波分量，其频带宽度仍为调制信号频率的2倍。

　　单边带调幅

　　单边带调幅信号中仅包含一个边频。

　　残留边带调幅

　　残留边带调幅是指信号发送信号中包括一个完整边带、载波及另一个边带的小部分的调幅方法。

　　广播和无线电通信是利用调制技术把低频声音信号加到高频信号上发射出去的。在接收机中还原的过程叫解调。其中低频信号叫做调制信号，高频信号则叫载波。常见的连续波调制方法有调幅和调频两种，对应的解调方法就叫检波和鉴频。　下面我们先介绍调幅和检波电路。

　　调幅电路

　　调幅是使载波信号的幅度随着调制信号的幅度变化，载波的频率和相应不变。能够完成调幅功能的电路就叫调幅电路或调幅器。

　　调幅是一个非线性频率变换过程，所以它的关键是必须使用二极管、三极管等非线性器件。根据调制过程在哪个回路里进行可以把三极管调幅电路分成集电极调幅、基极调幅和发射极调幅3种。下面举集电极调幅电路为例。

　　图6是集电极调幅电路，由高频载波振荡器产生的等幅载波经T1加到晶体管基极。低频调制信号则通过T3耦合到集电极中。C1、C2、C3是高频旁路电容，R1、R2是偏置电阻。集电极的LC并联回路谐振在载波频率上。如果把三极管的静态工作点选在特性曲线的弯曲部分，三极管就是一个非线性器件。因为晶体管的集电极电流是随着调制电压变化的，所以集电极中的2个信号就因非线性作用而实现了调幅。由于LC谐振回路是调谐在载波的基频上，因此在T2的次级就可得到调幅波输出。

　　基极调幅电路的特点是调制信号加在基极回路。图中C1、C3为高频旁路电容；C2为低频旁路电容；B1为高频变压器；B2为低频变压器；LC回路为带通滤波器。应保证回路调谐于ωC，通带为2Ω。

　　基极调幅的原理是利用丙类功率放大器在电源电压Vcc、输入信号振幅Ubm、谐振电阻Rp不变的条件下，在欠压区改变Vbb，其输出电流随Vbb接近线性变化这一特性来实现调幅的。

　　基极调幅的优点是：由于调制信号接在基极回路，对于调制信号只需很小的功率。

　　缺点是：效率较低，调制线性不如集电极调幅。

　　什么是检波

　　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。

　　检波方法分类

　　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。

　　检波原理

　　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。

　　检波电路

　　检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程，也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号，还必须使用滤波器滤除高频分量，所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。下面举二极管检波器为例说明它的工作。

　　图7是一个二极管检波电路。VD是检波元件，C和R是低通滤波器。当输入的已调波信号较大时，二极管VD是断续工作的。正半周时，二极管导通，对C充电；负半周和输入电压较小时，二极管截止，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滤除了高频部分，再经过隔直流电容C0的隔直流作用，在输出端就可得到还原的低频信号。