一、解調(diào)器的工作原理
解調(diào)器是調(diào)制式直流放大電路中的一個(gè)重要組成部分。它把已放大了的交流電壓還原為直流電壓,其大小和極性與交流電壓的幅度和相位要對(duì)應(yīng)。下圖是解調(diào)器的原理電路,RL為負(fù)載,C為濾波電容,其作用是使輸出直流電壓平滑,解調(diào)開關(guān)K與輸入交流信號(hào),Ui具有相同的頻率。當(dāng)Ui為正時(shí),開關(guān)接通,輸出等于輸入電壓UO,經(jīng)電容C的平滑作用后,應(yīng)可得到平滑的直流電壓UO。相反,如果Ui為負(fù)時(shí),開關(guān)接通,Ui為正時(shí),開關(guān)斷開,則輸出端得到負(fù)的脈動(dòng)直流電壓UO。
二、相敏整流解調(diào)器
1、半波相敏感整流器
下圖為半波相敏整流器,以C-e反接(倒置)的晶體三極管BG作解調(diào)開關(guān)器,工作過程分兩種情況:當(dāng)Ui與Ua為、同相時(shí),若Ua為左正右負(fù),則BG飽和(晶體管倒置工作時(shí),C極和b極的PN結(jié)加正向電壓,同樣可以達(dá)到飽和狀態(tài)),輸出等于輸入的正半波電壓,故輸出是正極性電壓,但當(dāng)Ui與Ua反相時(shí),也就是說,當(dāng)Ua為左正右負(fù)使BG飽和時(shí),Ui剛好是上負(fù)下正,故輸出是負(fù)極性的直流電壓。由于整流輸出與Ui的相位有關(guān),所以稱為相敏整流解調(diào)器。它的輸出能夠反映輸入的大小和極性的變化。
2、全波相敏整流解調(diào)器
半波整流器只能利用輸入的半波電壓,因而解調(diào)效率低,下圖為全波相敏整流電路。BG1、BG2均采用c-e反接三極管,分別受兩個(gè)大小相等、相位板反的電壓Ua1與Ua2控制。設(shè)Ui與Ua同相,正半波時(shí)Ua1左正右負(fù),使BG1飽和接通,但Ua2為左右負(fù)卻BG2截止,此時(shí),由于Ui也為正半波(上下為負(fù)),所以輸出Umo為正半波。反之,負(fù)半波時(shí),,Ua1和Ua2均為左負(fù)右正,使GB1截止和BG2經(jīng)C平滑后,就可得到平滑的正確的輸出電壓。同理,當(dāng)Ui與Ua反相時(shí),則得到負(fù)的輸出電壓。
三、相敏放大解調(diào)器
1、半波相敏放大電路上述的相敏整流解調(diào)器,只對(duì)輸入信號(hào)起解調(diào)作用,耐無(wú)放大作用,下圖為半波相敏放大電路,設(shè)輸入信號(hào)es為正弦電壓,并與控制電壓Ua有相的相位和頻率,二極管D使集電極電流iC單向流動(dòng)Re起電流串聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔?
當(dāng)es與Ua均為正半波時(shí),使BG及D均處于導(dǎo)通狀態(tài),則集電極電流iC流過負(fù)載RL,輸出電壓UO為負(fù)半波,如UO波形圖的虛線所示,再經(jīng)C的平滑作用,得到實(shí)線的直流電壓。由于BG的放大作用,所以供給負(fù)載RL的功率甚大于基極輸入功率,并由解調(diào)電壓Ua供經(jīng)負(fù)載能量。在上圖中如果輸入es與Ua即es為上負(fù)下正,而Ua卻為上正下負(fù)時(shí),雖然D仍為正偏置,但BG截止,故ic為零,輸出也為零。因此,輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的相位有敏感而且放大作用,故稱為相敏放大器。
下圖是DDZ-11型儀表中的實(shí)用相敏放大器,在下圖A中,輸入交流信號(hào)為Ui,變壓器B3輸出交流反饋信號(hào),解調(diào)電壓Ua由變壓器B2輸入并經(jīng)穩(wěn)壓管DW1、DW2限幅,使A、B兩點(diǎn)之間的方波峰-峰值定在18伏,R2是穩(wěn)壓管的限流電阻。當(dāng)Ua、Ui為反偏置,ib及ic均為零。隨著Ui、Ua周期地變化。iC為一脈動(dòng)直流,可分解為恒定直流IC及交流iC-,其中IC流過RL變成解調(diào)直流電壓而交流分量iC-通過變壓器B3后得到反饋電壓]UF。當(dāng)Ui、Ua反相進(jìn),io及ic 等于零,說明放大電路對(duì)相位有敏感作用
2、、全波相敏放大器下圖為全波相敏放大電,圖中M為直流電動(dòng)機(jī)的定子繞組,由解調(diào)得到的直流信號(hào)驅(qū)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),以執(zhí)行終端顯示任務(wù)。工作原理下:若Ui和Ua同相,當(dāng)Ui和Ua為正半波時(shí),BG導(dǎo)通,電流iL由A→D1→BG→Re→D3→M→B通過,iL→為正半波,設(shè)電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn);反之,當(dāng)Ui和Ua負(fù)半波時(shí),BG反偏截止,所以iL為零(見下圖b)