（四）基于Multisim的超外差接收系统：检波器的设计

写在前面

1.本系列为基于Multisim的超外差接收系统，分为五篇，包括（一）本地振荡器的设计、（二）混频器的设计、（三）中频放大器的设计、（四）检波器的设计和（五）缓冲器的设计，使用的软件均为Multisim14。
2.上一个系列为基于Multisim的电台发射系统，分为五篇，包括（一）振荡器的设计、（二）振幅调制器的设计、（三）高频功率放大器的设计、（四）低频功率放大器的设计和（五）缓冲器的设计，使用的软件均为Multisim14，具体请翻看本人以前的文章！
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系统要求

1.载波信号频率 $535-1605kHz$
2.中频信号频率 $465kHz$
3.调制信号频率 $500Hz-10kHz$

基本原理

超外差接收系统的主要任务是从已调制AM波中解调出原始有用信号，原理框图如图所示，系统的具体运行过程如下。
1.输入电路将空中许多无线电广播电台发出的信号选择其中一个送给混频电路，混频器将输入信号的频率变为中频，但其幅值变化规律不改变。不管输入的高频信号的频率如何，混频后的频率是固定的，我国规定为465kHZ。
2.中频放大器将中频调幅信号放大到检波器所要求的大小。
3.由检波器将中频调幅信号所携带的音频信号取下来，送给低频放大器。
4.低频放大器将检波出来的音频信号进行电压放大，再由功率放大器将音频信号放大，放大到其功率能够推动扬声器或耳机的水平。
5.最终，由扬声器或耳机将音频电信号转变为声音。

本地振荡器的设计

请见上一篇（一）基于Multisim的超外差接收系统：本地振荡器的设计。

混频器的设计

请见上一篇（二）基于Multisim的超外差接收系统：混频器的设计。

中频放大器的设计

请见上一篇（三）基于Multisim的超外差接收系统：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

本系统采用二极管大信号包络检波，由输入回路、二极管 $V_D$和 $RC$低通滤波器三部分组成。
它适用于解调含有较大载波分量的大信号，利用二极管的单向导电特性和检波负载的充放电过程实现检波。

充放电过程

输入信号为调幅波，载波正半周时，二极管正向导通，输入高频电压通过二极管对电容 $C$充电，充电时间常数为 $\tau =RC$。因为 $\tau =RC$较小，充电很快，电容上电压建立的很快，输出电压很快增长。
输入信号达到峰值便开始下降，当二极管两端电压相等时，二极管 $V_D$截止，电容 $C$把导通期间储存的电荷通过 $R$放电。因放电时常数 $\tau =RC$较大，放电较缓慢。

惰性失真和负峰切割失真

$R$、$C$取值过大，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。
为避免惰性失真，各参数应满足

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。为了避免负峰切割失真，各参数应满足

Multisim电路及分析

由惰性失真和负峰切割失真的分析，我们取 $R_1=3k\Omega$，$C_2=8nF$。

仿真结果

缓冲器的设计

请见下一篇（五）基于Multisim的超外差接收系统：缓冲器的设计。