包絡檢波器

訊號和它的包絡（紅色）

一個簡單的包絡解調電路。

訊號（藍）與其解析訊號的振幅（紅），顯示了包絡效果

包絡檢波器（英語：envelope detector）是以高頻訊號為輸入訊號並提供原始訊號的包絡的一種電子線路。電路中的電容器會在上升沿充電，並在訊號下降時通過電阻器緩慢釋放電荷。串聯的二極體將輸入訊號整流，只在正輸入端比負輸入端電位高的時候允許電流流過。

大多數實際的包絡檢波器使用半波或全波整流訊號來轉換交流音訊輸入到直流脈波訊號。然後用濾波來平滑最終結果。這種濾波是很少完美的，一些「漣波」會保持輸出包絡跟隨，尤其對於低頻輸入（如低音吉他的音符）。更多濾波會得到更平滑的結果，但會降低響應性；因此，實際的設計必須針對應用進行優化。

包絡的定義

任何AM或FM訊號 $x(t)$ 都可以寫成下面的形式

$x(t)=R(t)\cos(\omega t+\phi (t))\,$

對於AM的情形，φ(t)（訊號的相位分量） 是恆定的，可以忽略。在AM中，載波頻率 $\omega$ 也不變。因此，AM訊號的所有資訊都在 R(t) 中。R(t) 被稱為訊號的包絡。因此，AM訊號可以由函數

$x(t)=(C+m(t))\cos(\omega t)\,$

給出，其中 m(t) 表示原始音訊訊號，C 為載波振幅，而 R(t) 等於 C + m(t)。所以，若可以提取AM訊號的包絡，就可以恢復原始訊號。

對於FM的情形，傳輸訊號 $x(t)$ 的包絡恆定為 R(t) = R 於是可以忽略。然而，許多調頻接收機還是會檢測包絡以作為接收訊號強度指示。

二極體檢波器

最簡單的包絡檢波器的形式是上面說過的二極體檢測器。二極體檢測器就是一個輸入和輸出之間的二極體，接在從輸出到地的並聯的電阻和電容器之上。如果電阻和電容選擇得正確，該電路的輸出應該是原始（基帶）訊號電壓經過偏移的版本。於是一個簡單濾波器可以用於濾出直流分量。

精密檢波器

亦可以用精密整流器來做包絡檢波器，回饋到一個低通濾波器上。

缺點

包絡探波器有幾個缺點：

• 檢波器的輸入必須經過所需訊號附近帶通濾波，要不是這樣檢波器就能同時解調多種訊號了。可以用調諧濾波器或者更實用的超外差接收機來濾波。
• 它比乘積檢波器更容易受到雜訊的影響
• 如果訊號過調變，會出現失真

大多數這些缺點都是較小的，使用包絡檢波器對簡化和降低成本來說還是可以接受的。

訊號解調

包絡檢波器可以通過除去訊號的所有高分頻量來解調之前調變的訊號。電容器和電阻器構成一個低通濾波器，濾除載波頻率。這種裝置通常用於解調AM廣播訊號，因為調變訊號的包絡線相當於基帶訊號。

音訊

在音樂中有時包絡檢波器也被稱為包絡跟隨器。它還用來檢測輸入訊號的振幅變化，以產生類似於這些變化的控制訊號。 但在此情況下的輸入訊號是由可聽頻率。

包絡檢波器通常是其他電路的一個組成部分，如壓縮器或自動哇音或包絡跟隨濾波器。在這些電路中，包絡跟隨器是"旁鏈"（一種描述輸入的一些特徵的電路，在此情形下是指描述它的功率）的一部分。

擴展器與壓縮器都用包絡的輸出電壓來控制放大器的增益。自動哇音使用電壓控制濾波器的截止頻率。類比合成器中的壓控濾波器是一種類似的電路。

現代包絡跟隨器可以有如下實現：

1. 直接用電子硬體實現,
2. 間接用DSP實現
3. 用完全虛擬地用軟體實現。

參見

• 解析訊號
• ADSR包絡

參見

• Envelope detector
• Envelope and envelope recovery （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）