(优选)通信电子电路第五章

二、大信号检波（峰值包络检波）
1.工作原理
1）大信号检波过程是利 用二极管的单向导电特性 和检波负载RC的充放电 过程。
特点：快充慢放
rD—二极管电阻 RL—负载电阻
放电时间常数大于充电时间常数， 输出电压跟谁输入电压包络变化
uo(t)的成分 音频成分——有用输出；高频—
—滤去 直流成分——隔直流电容滤去
信号强度越大， ui (t) 大—— 越d高
包络检波效率： d 1
3.输入电阻（ Rin）
输入电阻: 对于高频输入信号源来说，检波
器相当于一个负载，此负载就是检波器的等效输
入电阻 Rin ，它等于输入高频电压振幅与检波电
流中基波（指载频 ）电流振幅 I1m 之比，即
： c
Rin
Ucm I1m
RL
2） uo(t)的成分 音频成分——有用输出；高频——滤去 直流成分——隔直流电容滤去，可用于AGC
（自动增益控制电路）。当输入信号很大时，设法
把管子发射结偏压降低一些。
2.检波效率（ d)
1) 定义
若检波器输入调幅波电压包络的幅度为 maUcm ，
输出低频电压的振幅为 U m ，则 d 定义为
|
duc (t) dt
|t t A
||
du (t) dt
|t t A
|
ma sin t A
1 RLC
(1
ma
cos t A ) （5-74）
不产生对角线失真的条件
1 ma 1 (CRL )2
或
RLC
1
m
2 a
ma
表明 CRL 放电慢
ma 调制深，包络线下降快
周期短，包络线下降快
ma
cos t
它正是所需要的解调信号。由于它的幅值与输入
信号幅值的平方成正比，故称平方律检波。
另外，频率为 2的成分最值得注意。
把二次谐波与基波之比称为二次谐波失真系数，
用 表示，即
1 4
ma2
a2U
2 cm
ma
a
2
maU
2 cm
4
可见，调制系数 ma越大，失真越严重。一般情况下
ma 30% 7.5%
d
检出的音频电压幅d度 (U m ) 调幅波d 包络线变化的幅 度(maU cm )
U m maU cm
当检波器输入为高频等幅波时，输出平均电压，则
定义为
d
整出的直流电压 (U0 ) 检波电压的幅值 (Ucm)
U0 Ucm
d 1
2)电路参数（ωC RL，RL，r D ）对检波效率的
影响
（1）一定RL下，ωC RL大, 放大变慢 高d
1.电路
2.原理
设输入的是单频正弦调制的调幅波，即
u AM (t) U cm (1 ma cos t) cosct
二极管的输入电压为
Q
u uAM VQ Ucm(1 ma cos t) cosct VQ
二极管特性曲线在Q 点的幂级数展开式为
i a0 a1(VQ uAM ) a2(VQ uAM )2
2d
一般经验可取 Rin=2—3kΩ
4. 检波失真
1) 对角线失真（惰性失真、放电失真）
失真原因：放电太慢，包络线下降快, 以致跟 不上调幅波包络的变化。
不失真条件：
电容放电的速度 duc (t) dum (t) 包络线下降速度
dt ttA
dt ttA
要防止对角线失真现象，应使包络线下降 速率小于RLC 放电速率，即
ui (t)> uo (t) (导通) C 充电, 充电时间常数τ充= rDC (小) ， 充电快。 ui (t)< uo (t) （截止） C 放电， 放电时间常数τ放= RLC （大），放电慢。
快充慢放，保证uo (t)接近ui (t)的包络。
注：输出电压uo(t) 的大小与输入电压的峰值 接近相等，故称为峰值包络检波。
3.检波效率
i R2
a 2 maU
2 cm
R2
cos
t
U m cos t
式中，
U m
a2
maU
2 cm
R2
检波效率为
d
U m maU cm
a2
maU
2 cm
R2
maU cm
a2 R2U cm
4.输入电阻
因二极管D 始终处于导通，输入电阻 等于D 的交流阻抗 rD
Rin
rD
26 IQ (mA)
()
当ωC RL=100时，可达0.86， 而 ω C RL过大，会引起 检波失真。 高
d
3）检波管的影响
r D小，充电快， 高d
4）信号强度对 d的影响
信号强度越大，ui (t)大——
越d高
2)电路参数（ωC RL，RL，r D ）对检波效率的 d
影响
（1）一定RL下，ωC RL大, 放大变慢 高 d (2)检波管的影响 r D小，充电快， 高d (3)信号强度对 的d影响
（优选）通信电子电路第五章
（2）检波器的质量要求
检波效率
若输入等幅波 若输入调幅波
d
Uo Ucm
d
U m maU cm
检波失真 输出电压与输入调幅波包络的相似程度
输入阻抗 检波器输入端的等效阻抗
5.5.1 小信号平方律检波
输入信号振幅在几毫伏至几十毫伏范围内的检波利用二极管的非 线性特点
将式（5-60）代入式（5-61），只取前两项，得
i a0 a1Ucm(1 ma cost) cosct
a2U
2 cm
(1
ma
cost)2
cos2
ct
i
a0
a2 2
(1
ma 2
/
ห้องสมุดไป่ตู้
2)U
c
2 m
a2U
2 cm
ma
cos
t
1 4
a2U
2 cm
m
2
a
cos
2t
...
（5-62）
式中
i
a2U
2 m
由等效电势E 维持，形成割 底。
不产生割底失真的条件: 保证调幅波处于最小值时，二极管仍然要导通
调幅波处于最小值时仍然大于电压E
(1
ma )U cm
E
RL RL Ri
dU cm
ma
1d
RL RL Ri
设
ma
d
1
1
RL RL
则不产生割底失真的条件
Ri Ri RL 1 Ri RL Ri RL Ri RL
2）割底失真
一般在接收机里检波器输出耦合到下级的电容 很大（C1很大5—10uf），对检波器输出的直 流而言，上充有一个直流电压
E
RL RL Ri
U0
RL RL Ri
dU cm
E dUcm
R~L RL || Ri
当输入信号 ui (t) E, 二极管D导通;
当输入信号 ui (t) 二E极, 管D截止。 此时电容C上电压=E
R~L RL
5. 检波电路参数的选取
多了一个高频滤波环节R2、C3。 它的作用是滤去前节滤波后剩余
的高频成分。
1
cC3
R3
高频电压主要降在R3上，使输出 中高频大大减少。但增加对低频