二极管大信号检波器课件

§9.5二极管大信号包络检波器大信号包络检波是高频输入信号的振幅大于0.5伏时，利用二极管对电容C充电,加反向电压时截止，电容C上电压对电阻R放电这一特性实现检波的。因为信号振幅较大，且二极管工作于导通和截止两种状态，分析方法可采用折线分析法。9.5.1大信号包络检波的工作原理图9―22二极管峰值包络检波器图9―22(a)是二极管峰值包络检波器的原理电路。它是由输入回路、二极管VD和RC低通滤波器组成。

(9-48)式中，ωc为输入信号的载频，在超外差接收机中则为中频ωI；Ω为调制信号频率。在理想情况下，由于电容C在高频时可视为短路，在低频时可视为开路，所以RC网络的阻抗Z应为

(9-49)图9―23加入等幅波时检波器的工作过程图9―24检波器的电流电压波形

图9―25输入为AM信号时,检波器二极管的电压及电流波形图9―26包络检波器的电路9.5.2大信号检波电路的分析二极管检波器是工作于非线性状态，输出电压由滤波电容通过充放电建立，而输出电压全部反馈到二极管两端，因此，要对其进行严格的数学分析就只能解非线性微分方程，这是较复杂的。通常只对其稳定状态做工程近似分析。图9-27大信号检波原理图由电路图9-27可知，二极管两端所加电压则

（9-50）对应的二极管电流id为一重复频率i的周期余弦脉冲，其通角为，振幅最大值为IDmax。当uD>Ubz时，

（9-51）在Ubz=0，的条件下，通角近与检波器的电路参数rd和R有关。也就是说，在检波器电路确定之后，无论输入高频等幅波还是调幅波，其通角保持不变。而Ubz=0的条件，可以采用给检波电路加固定偏压的方法来获得，如图9-28所示：

(9-52)

（9-53）gD=1/rd，为流通角，iD是周期性余弦脉冲,

(9-54)由此可见，检波器电压传输系数Kd是检波器电流iD的通角的函数，求出后，就可得Kd。可得的近似表达式如下：(9-58)此处的R为检波器负载，gD为检波器内电导。3.等效输入电阻Rid检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci。输入电阻是输入载波电压的振幅Um与检波器电流的基频分量振幅I1之比值，即

（9-59）输入电阻是前级的负载，它直接并入输入回路，影响着回路的有效Q值及回路阻抗。图9-29大信号包络检波器电路检波电路的失真分为频率失真、非线性失真、惰性失真和负峰切割失真。(1)频率失真：由容抗对不同频率的信号的传输不同而引起的失真,又叫线性失真。包络检波器输入信号是调制频率为Ωmin~Ωmax的调幅波，而低通滤波器RC具有一定的频率特性，电容C的主要作用是滤除调幅波中的载波频率分量，为此应满足

1/(iC)<<R

（9-60）但是，当C取得过大时，对于检波后输出的电压上限频率Ωmax来说，C的容抗将产生旁路作用。不同的C将产生不同的旁路作用。这样便产生了频率失真。为了不产生频率失真，应使电容C容抗对上限频率Ωmax旁路作用要小，为此应满足

1/(ΩmaxC)>>R

（9-61）同样为了不因其频率失真，应使耦合电容CC对于下限频率Ωmin的电压降很小，必须满足1/(ΩminCC)<<RL

（9-62）(2)非线性失真二极管的伏安特性是弯曲的，就伏安特性来说，在电压较小时，电流变化较慢；在电压较大时，电流增加得快。这样，当检波器输入为调幅波时，在调幅波包络的正半周，单位输入电压引起的电流变化大，检波输出电压大，而在调幅包络的负半周，二极管电流变化的速度慢，单位输入电压引起的电流变化小，检波输出电压小，这样就造成了检波器输出电压正、负半周不对称。这种波形的不对称是二极管伏安特性非线性引起。(3)惰性失真

在二极管截止期间，电容C两端电压下降的速度取决于时间常数RC。当时间常数RC较大时，电容C两端电压下降较慢，形成如图9-30所示的对角切割，形成惰性失真。

图9-30惰性失真为了避免产生惰性失真，必须使电容C通过R放电的速率大于或等于包络的下降速率，即

(9-63)如果输入信号为单音调制的AM波，其包络UC=Um(1+mcosΩt)的变化速率为

(9-64)又(4)负峰切削失真负峰切削失真又称底部切削失真。产生这种失真后，输出电压的波形如图9―31(c)所示。因为耦合电容Cc较大，在音频一周内，其两端的直流电压基本不变，其大小约为载波振幅值UCｍ，可以把它看作一直流电源。它在电阻R和Rg上产生分压。在电阻R上的压降为