包絡檢波

包絡檢波(envelope-demodulation)是基於濾波檢波的振動信號處理方法，尤其對初期故障和信噪比較低的故障信號識別能力強。將一段時間長度的高頻信號的峰值點連線，就可以得到上方（正的）一條線和下方（負的）一條線，這兩條線就叫包絡線。包絡線就是反映高頻信號幅度變化的曲線。對於等幅高頻信號，這兩條包絡線就是平行線。 當用一個低頻信號對一個高頻信號進行幅度調製（即調幅）時，低頻信號就成了高頻信號的包絡線。

基本介紹

• 中文名：包絡檢波
• 外文名：envelope-demodulation
• 學科：通信原理
• 反映：調製信號的波形
• 套用：調製與解調
• 相關：包絡檢波解調法

原理

從調幅信號中將低頻信號解調出來的過程，就叫做包絡檢波。也就是說，包絡檢波是幅度檢波。 包絡檢波常用的方法是採用二極體進行單向過濾後再進行低通濾波。沒有二極體而直接進行低通濾波的話，會使正、負包絡線抵消，從而檢不出低頻信號。 除了包絡檢波，還有頻偏（調頻）檢波，相移（或相位）檢波等等。

調幅波的解調即是從調幅信號中取出調製信號的過程，通常稱為檢波。檢波廣義的檢波通常稱為解調，是調製的逆過程，即從已調波提取調製信號的過程。對調幅波來說是從它的振幅變化提取調製信號的過程；對調頻波 ，是從它的頻率變化提取調製信號的過程；對調相波，是從它的相位變化提取調製信號的過程。

工程實際中，有一類信號叫做調幅波信號，這是一種用低頻信號控制高頻信號幅度的特殊信號。為了把低頻信號取出來，需要專門的電路，叫做檢波電路。使用二極體可以組成最簡單的調幅波檢波電路。調幅波解調方法有二極體包絡檢波器、同步檢波器。目前套用最廣的是同步檢波器，不論哪種振幅調製信號，都可採用相乘器和低通濾波器組成的同步檢波電路進行解調。但是， 普通調幅信號來說，它的載波分量沒有被抑制掉，可以直接利用非線性器件實現相乘作用，得到所需的解調電壓，而不必另加同步信號，通常將這種振幅檢波器稱為包絡。

工程實現

包絡檢波器

圖1是典型的包絡檢波電路。由中頻或高頻放大器來的標準檢波器的電壓輸入輸出波形。

調幅信號U_a(t)加在L₁C₁迴路兩端。經檢波後在負載RLC上產生隨U_a(t)的包絡而變化的電壓u(t)，其波形如圖2所示。這種檢波器的輸出u(t)與輸入信號U_a(t)的峰值成正比，所以又稱峰值檢波器。

包絡檢波器的工作原理可用圖2的波形來說明。

在t₁<t<t₂時間內，輸入信號瞬時值U_a(t)大於輸出電壓u(t)，二極體導通，電容C通過二極體正向電阻r_i充電，u(t)增大；在t₂<t<t₃時間內，U_a(t)小於u(t），二極體截止，C通過RL放電，因此u(t)下降；到t₃以後，二極體又重新導電，這一過程照此重複不已。只要RLC選擇恰當，就可在負載RLC上得到與輸入信號包絡成對應關係的輸出電壓u(t)。如果時間常數RLC太大，放電速度就會放慢，當輸入信號包絡下降時，u(t)可能始終大於U_a(t)，造成所謂對角切割失真（圖2）。此外，檢波器的輸出通常通過電容、電阻耦合電路加到下一級放大器，如圖1中虛線所示。如果R_g太小，則檢波後的輸出電壓u(t)的底部即被切掉，產生所謂的底部切割失真。