晶体管检波电路的设计

高频电子线路课程设计说明书晶体管检波电路设计

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摘要

包络检波电路有很多种，无源的有二极管检波，有源的有三极管、运放等；还有单向检波、桥式检波、同步检波等等。最简单的，也是用得最多的就是二极管和三极管。若之前用三极管检波可以实现，那么还是用三极管的吧。要检查几个方面：1、输入信号的幅度是否足够大，电流回路是否完整；2、三极管的偏置应是微导通或略低于导通，保证单向性；3、输出信号需滤波，幅度应符合后级使用要求，否则应加以放大。用二极管检波也无不妥，要检查几个方面：1、输入信号的幅度是否足够大，要保证使二极管导通，并注意电流回路是否完整；2、给二极管加偏压，使之微导通，保证正向波形电压顺利通过、反向波形被截止，波形完整；3、检波后的信号需滤波，幅度应符合后级使用要求，否则应加以放大。

检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件，它具有较高的检波效率和良好的频率特性。

检波（也称解调）二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来，广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中，其工作频率较高，处理信号幅度较弱。

常用的国产检波二极管有2AP系列锗玻璃封装二极管。常用的进口检波二极管有1N34/A、1N60等。

关键词：检波；二极管；频率特性；包络检波

目录

第一章系统分析 (3)

1.1设计课题任务和技术指标 (3)

1.2基本原理 (3)

第二章设计课题的仿真分析晶体管检波电路虚拟实现 (8)

2.1设计课题的参数选择 (8)

2.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果 (9)

2.3 软件仿真中出现的问题及解决方法 (11)

第三章硬件电路组装调试 (12)

3.1 使用主要仪器和仪表 (12)

3.2 测试电路的方法和技巧 (12)

3.3 测试数据 (12)

3.4 调试中出现的故障 (12)

第四章电路总结 (12)

第五章元器件清单 (13)

第六章收获和体会 (15)

参考文献 (16)

第一章 系统分析

1.1设计课题任务和技术指标

1、模块电路设计（采用Multisim 软件仿真设计电路） 1）采用晶体管完成一个振幅解调电路的设计 2）AM 信号m<0.8 3）音频信号

kHZ

F 5max

4）电压传输系数>0.5, 2、高频电路制作、调试

HM108-2 AM 收音机的制作、调试、使用和故障的排出。

1.2基本原理

图1―1(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。在该电路中一般要求输入信号的幅度在0.5V 以上，所以二极管处于大信号工作状态，又称为大信号检波电路。

(1-1)

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为调制频率。在理

想情况下,RC 网络的阻抗Z 应为

(1-2)

图1-1二极管峰值包络检波器

(a) 原理电路 (b)二极管导通 (c)二极管截止

对检波器的基本要求：

(Ⅰ) 检波效率要高

衡量一个检波器检波效率的一个参数是电压传输系数ＡV。它定义为检波器输出调幅电压的幅值Ｖm (与检波器输入调幅包络变化幅值ΔＶΩm之比，即

(Ⅱ) 避免对角线失真

在检波电路中，如果检波负载电路的时间常数 RC 太大，则滤波电容Ｃ上的电压可能跟不上调幅波包络线幅度的变化，就会产生对角线失真。

在调制系数Ｍa和最高调制频率ωΩmax确定的条件下，避免对角线失真

(Ⅲ) 负峰切割要小

负峰切割失真是由于检波器的直流负载和交流负载不同而引起的。在图 1-2 中，检波器的直流负载为Ｒ =Ｒ1+Ｒw1。而实际检波电路的输出端（图中的 B 端）常经耦合电容 (图中Ｃ1）送至下一级负载（图中Ｒ2和Ｒw2），故检波器交流负载为r =( Ｒ1+Ｒ

) // ( Ｒ2+Ｒw2) 。若调幅波的调幅系数Ｍa 比较大，且直流分量小于低频分量的振w1

幅（图 1-2（b）中 (Ｉm''＞Ｉ0)，则调幅波包络的波谷处被切割，出现了负峰切割失

真。

避免负峰切割失真的条件是：

对于晶体管电路，下级放大器的输入电阻Ｒi约为 2～5kΩ。如果Ｍa在 0.3～0.8 的范围内，则Ｒ的取值范围为 1～10 kΩ。

（3）.输入电阻Ri

检波器的输入阻抗包括输入电阻Ri及输入电容Ci,如图6―8所示。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

(6-12)

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。由式(6―11),有

(6-13)

当gDR≥50时,θ很小,sinθ≈θ-θ3/6,cosθ≈1-θ2/2,代入上式,可得

(6-14)

检波器的输入阻抗

（4）．检波器的失真

1)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RC的时常数。

了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期内,使电容C通过R放电的速度大于

或等于包络的下降速度,即

如果输入信号为单音调制的AM波,在t1时刻其包络的变化速度为

二极管停止导通的瞬间,电容两端电压uC近似为输入电压包络值,即

uC=Um(1+mcosΩt)。从t1时刻开始通过R放电的速度为

将上2个式代入可得

实际上,不同的t1,U(t)和Cu的下降速度不同,为避免产生惰性失真,必须保证A值

最大时,仍有Amax≤1。故令da／dt1=0,得

代入式中,得出不失真条件如下: