检波电路详解
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①惰性失真(对角线切割失真)现象
A
16
3) 失真
① 惰性失真 原因:由于负载电阻R与负载电容 vi
C的时间常数RC太大所引起的。
现象:
vc
这时电容 C上的电荷不能很快地
随调幅波包络变化,从而产生失真。 o
t1
t2
t
不产生失真的条件:
惰性失真
为了防止惰性失真，只要适当选择RC的数值，使检波器能跟上 高频信号电压包络的变化就行了。
包络检波：
解调过程
平均包络检波
同步检波： 叠加型同步检波
乘积型同步检波
A
3
检波器的组成应包括三部分，高频已调信号源，非线性器件， RC低通滤波器。其如下图所示
中 放 来 巳 调 高 频 信 号 源
非 线 性 器 件
到 低 放 低 通 F m ax
解调普通调幅波组成原理框图
调幅信号 vs(t)
载波信号 v0(t)=cos0t
低 通 解调输出
滤波器
v(t)
载波被抑制的已调波解调原理
A
4
输入电压为v1，输出电压为v2，则检波前后的波形如图所示， 输出电压v2是已恢复的原调制信号。
检波器
v1 v2
vi 输入高频等幅波 t 则输出是直流电压
vo t
输入信号是调幅波
t 输出为原调制信号
t
输入脉冲调制波 t 输出为脉冲信号
检波前后的波形图
f f1
0 Fmax f1
f 2f1
0 Fmax
f
A
1
输入 AM信号
非线性 电路
低通 滤 波器
检出包络信息
从已调波中检出包络信息，只适用于AM信号
A
2
检波器分类: 同步检波 包络检波
解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调。
振幅调制过程：
AM调制 DSB调制 SSB调制
峰值包络检波
v c v i cos
可以证明 3 3Rd R
S(vd-VBZ)
Id={ 0
Vd>VBZ Vd<VBZ
iD
-vC vD
θ V im
A
11
若输入信号为调幅波时则电容C上的输出电压为
vc vi cos Vi(1ma cost)cos Vi cos maVi coscos
若输入信号为调幅波时则输出电压为
A
t
5
二极管（大信号）峰值包络检波器
Di
+ +
vi 充电
–
+
+ C RL v
– 放电 –
(a)
vc +–
+C
+
vi
RL
v
–
–
(b)
串联式二极管（大信号）包络检波器如图(a)所示。图中的RL、 C为二极管检波器的负载，同时也起低通滤波器作用。一般要求
检波器的输入信号大于0.5V，所以称为大信号检波器。
+
vi
C
Cc + VC – + R Rg v
为了有效地传送低频信号，要求 –
–
–
1 Cc
Rg
考虑了耦合电容Cc和低放 输入电阻Rg后的检波电路
在检波过程中，Cc两端建立了直流电压经电阻R和Rg分压，在 R上得到的直流电压为：
Iim 1 idc o t( d st) 1 id d ( t) 2 I0
负载R两端的平均电压为KdVim，因此平均电 I0KdVim/R 流
通常 Kd 1
因此
Rid R/2
即大信号二极管的输入电阻约等于负载电阻的一半。 由于二极管输入电阻的影响，使输入谐振回路的Q值降
低，消耗一些高频功率。这是二A 极管检波器的主要缺点。 14
6.4 振幅解调(检波)原理与电路
6.4.1 概述
振幅解调(又称检波)是振幅调制的逆过程。它的作用是
从已调制的高频振荡中恢复出原来的调制信号。
从频谱上看，检波就是将幅度调制波中的边带信号不失
真地从载波频率附近搬移到零频率附近,因此，检波器也属于
频谱搬移电路。
中 放 来 非 线 性 器件
到 功 放 低 通Fmax
1ma 1(R Cma)2 x0
或写成
RCmax
1ma2 ma
在工程上可按 maxRC≤1.5 计算。
A
18
②负峰切割失真(底部切割失真)
检波器输出常用隔直流电容Cc与下级耦合，如图所示。 Rg代表下级电路的输入电阻。
隔直电容Cc数值很大，可认为它 D
对调制频率Ω交流短路，电路达到
稳态时，其两端电压VC≈Vim。
3
3R d
R
R ---检波器负载电阻 Rd ---检波器二极管内阻
当R>>Rd时，0，cos1。即检波效率Kd接近于
1，这是包络检波的主要优点。
A
13
2) 等效输入电阻Rid
RidV Iiim m2KdV V iim m/R2K Rd
Vim --- 输入高频电压的振幅 Iim --- 输入高频电流的的基波振幅
A
6
RLC电路： 一是起高频滤波作用。 二是作为检波器的负载，在其两端输出已恢复的调制信号
故必须满足
1 oc
RL
及
1 maxC RL
A
7
串联型二极管包络检波器的物理过程
D
i
+ +
v
i 充电
–
+
+
C
R
v
L
–
放电 –
串联型二极管包络检波器
V DC
A
8
1. 工作原理
vi vc
o
t2 t1
Di
C c
如果忽略二极管导通电阻上的损耗功率，则由能 量守恒的原则，输入到检波器的高频功率，应全部转 换为输出端负载电阻上消耗的功率（注意为直流）
Байду номын сангаас
即有
V
2 im
2 Ri
V
2 0
RL
，而
Vim V0 Ri
1 2
RL
Vo
A
15
3) 失真
产生的失真主要有： ①惰性失真；②负峰切割失真； ③非线性失真；④频率失真。
+
+
++
t
vi 充 电
C R L vc – 放 电
v
–
–
大信号的检波的原理:主要是利用二极管的单向导电特性和检 波负载RC的充放电过程来完成调制信号的提取。
A
9
A
10
用分析高频功放的折线近似分析法分析
cosc
VBBVBZ Vbm
cosc
VCVBZ Vi
若输入信号为等幅波时
viVi cosit
对二极管加一正偏压抵消VBZ 则电容C上的输出电压为
也就是要求 dvC(t) dV(t)
dt
dt
A
17
电容放电
dv c =
vc
dt
RC
调幅波包络 V (t) V o1 m m ac o ts
包络变化率 ddV (tt)Vom masi nt dV dim t maVimsi nt
代入
dv c dt
>d V i
dt
得 1ma 1(R C)20
实际上，调制波往往是由多个频率成分组成，即 Ω=Ωmin～Ωmax。为了保证不产生失真，必须满足
v m aV i cos cos
输出电压振幅为 VmaVicos
输出电压与输入信号的包络成正比
A
12
2. 包络检波器的质量指标 1) 电压传输系数(检波效率)
Kd检 输波 入器 调的 幅音 波 maV V 频 i包 m 输 络 aV m iacV 出 振 ios电 幅 co压 s
Kd cos ---电流通角
A
16
3) 失真
① 惰性失真 原因:由于负载电阻R与负载电容 vi
C的时间常数RC太大所引起的。
现象:
vc
这时电容 C上的电荷不能很快地
随调幅波包络变化,从而产生失真。 o
t1
t2
t
不产生失真的条件:
惰性失真
为了防止惰性失真，只要适当选择RC的数值，使检波器能跟上 高频信号电压包络的变化就行了。
包络检波：
解调过程
平均包络检波
同步检波： 叠加型同步检波
乘积型同步检波
A
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检波器的组成应包括三部分，高频已调信号源，非线性器件， RC低通滤波器。其如下图所示
中 放 来 巳 调 高 频 信 号 源
非 线 性 器 件
到 低 放 低 通 F m ax
解调普通调幅波组成原理框图
调幅信号 vs(t)
载波信号 v0(t)=cos0t
低 通 解调输出
滤波器
v(t)
载波被抑制的已调波解调原理
A
4
输入电压为v1，输出电压为v2，则检波前后的波形如图所示， 输出电压v2是已恢复的原调制信号。
检波器
v1 v2
vi 输入高频等幅波 t 则输出是直流电压
vo t
输入信号是调幅波
t 输出为原调制信号
t
输入脉冲调制波 t 输出为脉冲信号
检波前后的波形图
f f1
0 Fmax f1
f 2f1
0 Fmax
f
A
1
输入 AM信号
非线性 电路
低通 滤 波器
检出包络信息
从已调波中检出包络信息，只适用于AM信号
A
2
检波器分类: 同步检波 包络检波
解调过程是和调制过程相对应的，不同的调制方式对应于不同的解调。
振幅调制过程：
AM调制 DSB调制 SSB调制
峰值包络检波
v c v i cos
可以证明 3 3Rd R
S(vd-VBZ)
Id={ 0
Vd>VBZ Vd<VBZ
iD
-vC vD
θ V im
A
11
若输入信号为调幅波时则电容C上的输出电压为
vc vi cos Vi(1ma cost)cos Vi cos maVi coscos
若输入信号为调幅波时则输出电压为
A
t
5
二极管（大信号）峰值包络检波器
Di
+ +
vi 充电
–
+
+ C RL v
– 放电 –
(a)
vc +–
+C
+
vi
RL
v
–
–
(b)
串联式二极管（大信号）包络检波器如图(a)所示。图中的RL、 C为二极管检波器的负载，同时也起低通滤波器作用。一般要求
检波器的输入信号大于0.5V，所以称为大信号检波器。
+
vi
C
Cc + VC – + R Rg v
为了有效地传送低频信号，要求 –
–
–
1 Cc
Rg
考虑了耦合电容Cc和低放 输入电阻Rg后的检波电路
在检波过程中，Cc两端建立了直流电压经电阻R和Rg分压，在 R上得到的直流电压为：
Iim 1 idc o t( d st) 1 id d ( t) 2 I0
负载R两端的平均电压为KdVim，因此平均电 I0KdVim/R 流
通常 Kd 1
因此
Rid R/2
即大信号二极管的输入电阻约等于负载电阻的一半。 由于二极管输入电阻的影响，使输入谐振回路的Q值降
低，消耗一些高频功率。这是二A 极管检波器的主要缺点。 14
6.4 振幅解调(检波)原理与电路
6.4.1 概述
振幅解调(又称检波)是振幅调制的逆过程。它的作用是
从已调制的高频振荡中恢复出原来的调制信号。
从频谱上看，检波就是将幅度调制波中的边带信号不失
真地从载波频率附近搬移到零频率附近,因此，检波器也属于
频谱搬移电路。
中 放 来 非 线 性 器件
到 功 放 低 通Fmax
1ma 1(R Cma)2 x0
或写成
RCmax
1ma2 ma
在工程上可按 maxRC≤1.5 计算。
A
18
②负峰切割失真(底部切割失真)
检波器输出常用隔直流电容Cc与下级耦合，如图所示。 Rg代表下级电路的输入电阻。
隔直电容Cc数值很大，可认为它 D
对调制频率Ω交流短路，电路达到
稳态时，其两端电压VC≈Vim。
3
3R d
R
R ---检波器负载电阻 Rd ---检波器二极管内阻
当R>>Rd时，0，cos1。即检波效率Kd接近于
1，这是包络检波的主要优点。
A
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2) 等效输入电阻Rid
RidV Iiim m2KdV V iim m/R2K Rd
Vim --- 输入高频电压的振幅 Iim --- 输入高频电流的的基波振幅
A
6
RLC电路： 一是起高频滤波作用。 二是作为检波器的负载，在其两端输出已恢复的调制信号
故必须满足
1 oc
RL
及
1 maxC RL
A
7
串联型二极管包络检波器的物理过程
D
i
+ +
v
i 充电
–
+
+
C
R
v
L
–
放电 –
串联型二极管包络检波器
V DC
A
8
1. 工作原理
vi vc
o
t2 t1
Di
C c
如果忽略二极管导通电阻上的损耗功率，则由能 量守恒的原则，输入到检波器的高频功率，应全部转 换为输出端负载电阻上消耗的功率（注意为直流）
Байду номын сангаас
即有
V
2 im
2 Ri
V
2 0
RL
，而
Vim V0 Ri
1 2
RL
Vo
A
15
3) 失真
产生的失真主要有： ①惰性失真；②负峰切割失真； ③非线性失真；④频率失真。
+
+
++
t
vi 充 电
C R L vc – 放 电
v
–
–
大信号的检波的原理:主要是利用二极管的单向导电特性和检 波负载RC的充放电过程来完成调制信号的提取。
A
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A
10
用分析高频功放的折线近似分析法分析
cosc
VBBVBZ Vbm
cosc
VCVBZ Vi
若输入信号为等幅波时
viVi cosit
对二极管加一正偏压抵消VBZ 则电容C上的输出电压为
也就是要求 dvC(t) dV(t)
dt
dt
A
17
电容放电
dv c =
vc
dt
RC
调幅波包络 V (t) V o1 m m ac o ts
包络变化率 ddV (tt)Vom masi nt dV dim t maVimsi nt
代入
dv c dt
>d V i
dt
得 1ma 1(R C)20
实际上，调制波往往是由多个频率成分组成，即 Ω=Ωmin～Ωmax。为了保证不产生失真，必须满足
v m aV i cos cos
输出电压振幅为 VmaVicos
输出电压与输入信号的包络成正比
A
12
2. 包络检波器的质量指标 1) 电压传输系数(检波效率)
Kd检 输波 入器 调的 幅音 波 maV V 频 i包 m 输 络 aV m iacV 出 振 ios电 幅 co压 s
Kd cos ---电流通角