6.3.1 二极管峰值包络检波器（1）在线视频

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欢迎您继续学习本课程

由第1章接收机的组成我们已经知道

将调制信号从高频已调信号中

提取出来的过程称为解调

对于调幅信号的解调又称为检波

完成这一功能的电路称为检波器

从普通调幅波的解调过程看

检波就是把调幅波的边带信号

不失真地从载波频率附近

搬移到零频率附近

显见

解调是调制的逆过程

属于线性频谱搬移电路

从解调方式看

由于AM DSB和SSB

调幅波的波形不同

其解调方式也不同

如普通调幅波常采用包络检波器

而抑制载波的调幅波

则采用同步检波器

我们先介绍二极管峰值包络检波器

此处的原理电路为串联大信号

检波电路

它由输入电路

二极管D和RC低通滤波器组成

所谓串联是指信号源

二极管和负载三者串联

大信号是指高频输入信号的

振幅大于0.5V

使二极管工作在导通

和截止两种状态

下面介绍该电路的工作原理

它是利用二极管的单向导电性

和检波负载的充 放电来完成检波

当输入信号uI为普通调幅波时

假设负载电容CL的初始电压为零

那么对于载波的正半周

二极管D正向导通

输入的高频电压通过

二极管对电容CL按照指数规律充电

由于二极管导通时的内阻rd很小

充电时间常数rdCL较小

致使电容CL两端的电压uo建立很快

并且电压uo又反作用于二极管

此时作用在二极管两端的电压

当输入高频电压由

最大值下降到小于uo时

二极管D因反偏而截止

电容CL通过负载电阻RL

按照指数规律放电

由于放电时间常数RLCL很大

远大于输入高频电压的周期

放电速度很慢

电容两端电压uo下降不多时

输入高频信号的下一个正半周到来

只要

二极管D就会因正偏而再次导通

电容CL被再次充电

只要合理的选取元件参数

使充电时间常数足够小

放电时间常数足够大

就可以使电容CL上的电压

按照输入高频信号的角频率

在包络附近作小锯齿状的波动

与输入信号包络形状相一致

所以称为峰值包络检波器

这样就完成了调幅波的解调

在实际应用电路中

常接入虚线部分

CC是隔直电容

Ri2是下一级电路的输入电阻

此时

因电解电容CC的隔直作用

将在Ri2上

得到解调后的原调制信号uΩ

衡量二极管峰值包络检波器的

性能指标主要有检波效率

输入电阻和检波器的失真

本讲先介绍前两个性能指标

对于大信号检波

可采用高频功放中的

折线分析法进行分析

鉴于推导过程较为繁琐

在此只给出相关结论

电压传输系数又称为检波效率

它是用来描述检波器

将高频调幅波转换为

低频电压的能力

用kd表示

当输入为等幅波时

kd定义为输出直流电压

与输入高频电压振幅的比值

当输入为普通调幅波时

kd定义为输出低频分量振幅

与输入高频调幅波包络变化的

振幅的比值

依据定义和折线近似分析法

可以证明

式中的θ

为二极管余弦脉冲电流的通角

其值为

式中 rd为二极管导通时的内阻

RL为检波器的直流负载电阻

可见kd是不随信号电压而变化的常数

θ趋于0

cosθ等于1

即检波效率kd接近于1

检波器的前级通常是一个

调谐在中频频率的谐振回路

检波器的输入电阻Ri

就是中频放大器的负载

它的大小直接影响中频放大器的性能

检波器的等效输入电阻定义为

载波振幅

与二极管电流中的

基波分量幅度

依据定义和折线分析法

在kd约等于1的情况下

可近似求得

显然

欲减小二极管检波器

对前级谐振回路的影响

就需要增大RL

下面我们通过一个练习题

来进一步理解大信号峰值

包络检波器的工作原理

通过该题的分析计算

可以使您对检波的过程

有一个更清楚的认识

根据题目要求可以看出

首先要计算出输入信号

通过二极管后的电压传输系数kd

因为它是求解问题的突破口

因为

于是

所以A点电压

可见

uA中包含了直流分量

和低频交流分量

对于直流分量

电容开路

所以B点的直流电压是

RL1与RL2串联分压后

RL2两端的电压

对于低频交流分量

CL1与CL2相当于开路

CC相当于短路

则B点的低频电压

是RL2与Ri2并联

再与RL1串联分压后的电压

约等于

经隔直电容CC后

C点电压为

检波器的直流负载电阻

则检波器的输入电阻

通过本讲的介绍

希望您能够掌握包络检波器的

工作原理以及各元件的作用

以便更好的学习下一讲的教学内容