包络检波

振动信号处理方法

包络检波(envelope-demodulation)是基于滤波检波的振动信号处理方法，尤其对初期故障和信噪比较低的故障信号识别能力强。将一段时间长度的高频信号的峰值点连线，就可以得到上方（正的）一条线和下方（负的）一条线，这两条线就叫包络线。包络线就是反映高频信号幅度变化的曲线。对于等幅高频信号，这两条包络线就是平行线。当用一个低频信号对一个高频信号进行幅度调制（即调幅）时，低频信号就成了高频信号的包络线。

原理

从调幅信号中将低频信号解调出来的过程，就叫做包络检波。也就是说，包络检波是幅度检波。包络检波常用的方法是采用二极管进行单向过滤后再进行低通滤波。没有二极管而直接进行低通滤波的话，会使正、负包络线抵消，从而检不出低频信号。除了包络检波，还有频偏（调频）检波，相移（或相位）检波等等。

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。检波广义的检波通常称为解调，是调制的逆过程，即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说是从它的振幅变化提取调制信号的过程；对调频波，是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波，是从它的相位变化提取调制信号的过程。

工程实际中，有一类信号叫做调幅波信号，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。调幅波解调方法有二极管包络检波器、同步检波器。应用最广的是同步检波器，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，它的载波分量没有被抑制掉，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。

工程实现

包络检波器

图1是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准检波器的电压输入输出波形。

调幅信号Ua(t)加在L1C1回路两端。经检波后在负载RLC上产生随Ua(t)的包络而变化的电压u(t)，其波形如图2所示。这种检波器的输出u(t)与输入信号Ua(t)的峰值成正比，所以又称峰值检波器。

包络检波器的工作原理可用图2的波形来说明。

在t1瞬时值Ua(t)大于输出电压u(t)，二极管导通，电容C通过二极管正向电阻ri充电，u(t)增大；在t2时间常数RLC太大，放电速度就会放慢，当输入信号包络下降时，u(t)可能始终大于Ua(t)，造成所谓对角切割失真（图2）。此外，检波器的输出通常通过电容、电阻耦合电路加到下一级放大器，如图1中虚线所示。如果Rg太小，则检波后的输出电压u(t)的底部即被切掉，产生所谓的底部切割失真。

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