倍压检波器在深度调幅下的失真测试

yngz

由于实际调幅广播瞬时的调幅度可能达到100%（这是我对调幅广播信号试图进行限幅提取基波时发现的，不管用什么手段，得到的波形中总是包含着又窄又深的脉动，这是100%的调幅甚至过调幅所产生的），因此检波器在极限调幅度下的检波效果影响着音质。

如下的倍压检波电路输入载波幅度10mV(峰峰值)调幅度99%的高频调幅波，在电位器移到最上端时，可以得到0.5V的不失真音频波。


对于99%的深度调幅信号，在小信号的时候，二极管的偏置电阻取4.7M失真最小，偏置电阻取10M波形顶端则会变成尖，取1M波形上部会被削波。但在大信号时，偏置电阻取4.7M时，输出波形感觉有些失真，而取1M则失真变得不可觉察。

这个电路在深度调幅下的性能与偏置电阻关系比较大，信号小的时候偏置电阻要大一些，信号大的时候偏置电阻要小一些。这一结果说明，实现理想的检波器还是比较困难的。

园丁

如果用锗材料二极管来替代硅材料二极管检波，不知道检波效果会不会有比较大的改善，谢谢。

yngz

最近又做了普通半波检波的失真度测试，结果差不多。二极管只有加偏置才能消除失真。但信号小的时候，偏置电阻必须很大，否则会产生半波切割失真。但信号强的时候，偏置电阻又必须小一些，否则波形畸变也很明显。

又测试了三极管射极检波器，则惨不忍睹，半波切割严重，波形变方，根本没法得到正常的波形。这也说明了射极检波器在以前收音机追求质量的时代用得很少的原因。

看来深度调幅信号是检验检波器性能的试金石，寻常的检波器都纷纷落马，不知道能否找到一种性能更优良的检波器。

yngz

园丁 发表于 2013-6-22 13:24
如果用锗材料二极管来替代硅材料二极管检波，不知道检波效果会不会有比较大的改善，谢谢。

试过了，没有用，基本没有区别。并且锗二极管的反向漏电大，不适合高阻抗的负载使用，会产生难以纠正的失真。

菜园子

现在的条幅广播发射机，大多用PWM方式调制，是不是与这有些关系？

millwood

影响着音质。

For that, google "hi-fi am detector, robert batey". That is essentially a discrete opamp based precision rectifier.

for better quality audio detection, google "synchronous detection" - many such circuits are built on analog switches.

millwood

here is an am detector built-off a schottky rectifier (1n5817).



low loss detection, and hi-fi!

yngz

调幅度为99%的调幅波


未加偏置电阻的小信号检波

非线性失真比较明显。

未加偏置电阻的大信号检波

非线性失真还是可以看出来

使用1M偏置电阻的小信号检波：

产生明显的负峰切割失真

使用1M偏置电阻的大信号检波：

负峰切割失真消失，与未加偏置电阻比，失真已不太明显

这一结果产生设计上的矛盾，为了减小非线性失真，必须引入偏置电阻，偏置电阻的引入在小信号下又产生新的失真。
只有针对一定电平的信号，采取一定的偏置补偿，才能得到失真很小的结果。在一定的补偿下，偏离一定的电平，失真都会加大。

yngz

millwood 发表于 2013-6-22 19:44
For that, google "hi-fi am detector, robert batey". That is essentially a discrete opamp based p ...

按照不同的元件取值测试了这一电路，确实有效。

这一电路与OTL功放电路十分相似，利用了推挽管只在半周导通的特性，提取出一侧推挽管的工作波形，进行滤波，得到音频输出。这一电路输入载波幅度峰峰值0.1V调制度90%的调幅波，可以输出0.2V峰峰值的不失真音频信号。但对于调幅度超过90%时，还是存在负峰切割失真，不知什么原因。

调幅度90%时，没有什么失真：


调幅度95%时，产生负峰切割失真：


调幅度99%时，负峰切割失真进一步明显：

园丁

yngz 发表于 2013-6-22 17:22
试过了，没有用，基本没有区别。并且锗二极管的反向漏电大，不适合高阻抗的负载使用，会产生难以纠正的 ...

谢谢 ‘yngz’ 老师，学习了。

求知无足

楼主的照片，效果真好，介绍下经验，如何才能把示波器上的图形，照的效果这样好？

yngz

求知无足 发表于 2013-6-23 20:32
楼主的照片，效果真好，介绍下经验，如何才能把示波器上的图形，照的效果这样好？

没什么特别的技巧，用数码相机的微距拍摄就行了。由于光线不好，快门时间长，照片还是比较糊的。

yngz

我用下面的简易电路试了一下同步检波，效果还可以，99%调幅度的信号解调基本没有失真。



当输入信号当左侧振荡器频率接近时，振荡器可以被输入信号所牵引同步，这样同步信号与输入信号共同经过双栅管的开关放大作用，解调出调幅波的包络。

但这一简易方案只能在一定的输入信号强度下稳定检波，输入信号幅度大于或者少于一定的限度，就会产生严重的失真。这是因为当输入信号强度过小，振荡器无法被同步，而输入信号强度太大，振荡器被牵引过度，产生很深的寄生调幅。只有当信号强度在一定的范围内，振荡器被牵引所产生的寄生调幅不太大，才有可能产生不失真的检波。

99%以上深度调幅的信号对同步检波仍然是一个挑战，因为当调幅波的瞬时幅度达到很小的时候，振荡器必须仍然与输入波形同步。