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§7-3 检波器. 学习要点： 掌握检波原理及检波器的构成 了解几种检波器的特点和适用范围 掌握大信号峰值检波器的惰性失真及 负峰切割失真. 检波器. 7-3-1 概述. 7-3-2 小信号平方律检波. 7-3-3 大信号峰值包络检波. 7-3-4 同步检波. 退出. —— 从调幅波中还原出原调制信号，也是调幅过程的逆变换过程. 7-3-1 概述. 检波过程 —— 从高频信号中取出其包络线的过程。如下图，设 检波器的输入 u 1 ，输出 u 2 。.
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§7-3 检波器 • 学习要点： • 掌握检波原理及检波器的构成 • 了解几种检波器的特点和适用范围 • 掌握大信号峰值检波器的惰性失真及 • 负峰切割失真
检波器 7-3-1 概述 7-3-2 小信号平方律检波 7-3-3 大信号峰值包络检波 7-3-4 同步检波 退出
——从调幅波中还原出原调制信号，也是调幅过程的逆变换过程——从调幅波中还原出原调制信号，也是调幅过程的逆变换过程 7-3-1 概述 检波过程——从高频信号中取出其包络线的过程。如下图，设 检波器的输入u1，输出u2。 a图中：u1为等幅正弦波，u2为直流电压（ u1的包络）。测量 仪器中检波头的工作过程就是这样。 b图中：u1为调幅波，u2为原调制信号（调幅波u1的包络）。 无线电广播收音机及电视机中的检波情况就是这样。 c图中：u1为脉冲调幅波，u2为脉冲信号。雷达接收机中检波过 程就是这样。
检波器构成——由非线性器件及滤波器两部分组成。检波器构成——由非线性器件及滤波器两部分组成。 检波器分类——1）由非线性元件分：二极管、三极管检波器 2）由输入信号大小分：小信号平方律检波和 大信号峰值包络检波 同步检波 检波器组成方框图方框图如图所示： 检波原理——应用非线性器件对输入进行频率变换，产生许多 新的频率分量，其中含有原调制信号频率成分， 并通过滤波器将其选出，把其余频率分量加以抑制
7-3-2 小信号平方律检波 ——指输入信号小于几十mV的检波。广泛用于测量仪器中 1. 工作原理 UD——外加直流偏压，控制静态工作点，如“小信号平方律检 波电压电流关系图”所示曲线上的Q点； ug——高频输入电压； D——检波二极管；RL——检波负载；CL——高频滤波电容。
设高频输入：ug＝Ucmcosωt（等幅正弦波），由于Q点在非线性区，使iD不对称，如上图所示。设高频输入：ug＝Ucmcosωt（等幅正弦波），由于Q点在非线性区，使iD不对称，如上图所示。
当输入电压ug较小时（小信号），iD可近似以平方律特性关系式表示：当输入电压ug较小时（小信号），iD可近似以平方律特性关系式表示： （I0：二极管静态工作点电流；a1、a2：常数） 将ug=Ucmcosωct 代入上式可得 式中第三项，是由二极管非线性产生的，是输入高频等幅正弦电压ug通过平方律检波后所产生的平均分量，即直流成分 检波负载为RLCL并联电路。CL为高频滤波电容，可将成分滤除，使检波输出电压uo为：
讨论：1）当输入电压ug=0时，检波输出电压为uo=IoRL；讨论：1）当输入电压ug=0时，检波输出电压为uo=IoRL； 2）当ug≠0时，检波输出电压增量为： 可见输出电压与输入电压振幅Ｕcm的平方成正比，所谓小信号平方律检波就是由此而得名。常用于检测信号功率。因而小信号平方律检波器常用于电子测量仪器中。 同理可得：当输入调幅波时，检波器输出低频电压振幅： 2. 主要技术指标 电压传输系数——当输入高频等幅信号时，输出直流电压
当输入调幅波时，对输出低频电压成分 说明：Kd、均与Ucm成正比，当Ucm↓→电压传输系数↓，这就是小信号平方律检波的缺点。 7-3-3 大信号峰值包络检波 ——指检波器输入电压在500mV以上。广泛用于无线电超外 差接收机如广播、通信、电视、雷达接收机等。 1．工作原理：
ug——高频输入信号，通常为调幅波或脉冲调制波；ug——高频输入信号，通常为调幅波或脉冲调制波； D——检波二极管； RL、CL——检波负载电阻及滤波电容。 ug、D及RLCL为串联形式，因而称之为串联型检波器。
大信号峰值包络检波与小信号平方律检波的不同大信号峰值包络检波与小信号平方律检波的不同 ——D在输入高频信号一周期内只有小部分时间导通（因iD的平均分量在RLCL两端产生较大平均电压，这一电压又立即反向作用于D两端）。 讨论：开始工作时t=0，滤波电容CL两端还未存储电荷，即CL端 压uo=0。 (1) ug为等幅高频信号（ug＝Ucmcosωt）—— 在ug＞0→D导通→ug通过D对CL充电→uo↑→D两端电压为 (ug－uo) →ug－uo=0→D由通为止→CL对RL慢放电→uo↓ →直到(ug－uo)>0电容CL再次被充电。 CL充、放电等效电路及有关波形如下图所示。 CL的反复充、放电过程即为大信号峰值包络检波的过程。
(2)ug为调幅波高频信号—— 若ug为调幅波，不难理解其电容充放电的波形（uo）是 随着调幅波的包络线而变化的。只要将其中的高频波纹加以 滤除，便可得到与调幅包络相同的低频信号，即为原调制信 号。如下图所示。因此，称“大信号峰值包络检波器”。
2．非线性失真 ——大信号峰值检波器，若元件选择不当，易产生惰性失 真及负峰切割失真
惰性失真 1）惰性失真：若增大RLCL值可提高检波电压传输系数，且 能提高滤波性能。但过分增大RLCL值，会减 慢CL放电速度，以致跟不上调幅波振幅包络 的下降，产生如下图所示的惰性失真。
+ ug _ uΩ 检波器与负载的连接 2）负峰切割失真：实际中，检波器要经过隔直电容Cc与下 一级放大器耦合，电路如下图。 检波器对低频的交流负载为：RL′= RL∥Rg ；而直流负载为：RL。当调幅系数ma比较大时，交流负载与直流负载相差越大，有可能使输出的低频电压在负峰值附近被消平，如图。
负峰切割失真示意图 7-3-4 同步检波 ——包络检波器只用于普通调幅波的检波；同步检波器用于而双边带及单边带信号的解调，如电视色度调制信号的解调等。 同步检波器特点——输入电平低、效率高。
同步检波器组成方框图 设：图a中若输入双边带调制信号： 而同步信号： ，
则模拟乘法器的输出电压为： 低通滤波器可将（ ）的成分滤除， 输出电压uo为： uo= KMUcmUrmcosΩt=UΩmcosΩt 课后小结——见黑板
复习与提问：调幅电路有哪些种？ 作业题： 1.检波过程是指什么？画出检波器的组成框图。 2.检波器的惰性失真、负峰切割失真是由什么原 因引起的？ 3.试画出惰性失真、负峰切割失真的图形。 思考题： 1.小信号平方律检波管子工作于什么区域？为何称平 方律检波？主要特点及用途。 2.大信号峰值包络检波器二极管工作在什么区域？对 输入信号有何要求？主要特点及用途。 3.同步检波是指什么？画出同步检波器的组成框图， 说明实现同步检波的条件。 4.同步检波器主要用于解调那种调幅波？ 预习：混频和倍频
