最新二极管包络检波器实验
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(输入为载波，输出为平均直流电压)
从上式可得：
可见：提高RL对改善Ri有利。 3.检波失真小：
检波器常有两种失真即惰性失真和底部切割失 真。 a.惰性失真： 主要原因是负载电阻、电容过大，在输入包络 的下降沿，因电容Ć的放电速度慢造成放电速 度跟不上包络下降速度而产生输出交流失真， 又称失随失真或对角线失真。失真除与负载有 关外，还有输入信号的m值及调制频率F有关。 理论分析不失真的条件为
大b：小当，R记L＝下2刚0K好Ω出。现不底接部入切0.割1μ失f真电时容的，m改值变并m 与理论值作比较。
➢ 测量检波器的输入阻抗Z
测试条件： RL=RLmin 测试方法：谐振法
测试原理：检波器的输入阻抗相对于谐振中放 是一个负载，它的大小直接影响中放的频率特 性（中心频fo和通频带B0.7）接有检波器中放 频率特性曲线如图2曲线1，去掉检波器时，频 率特性变成曲线2。若用一电阻和电容代替检 波器，调整电阻和电容的大小，使曲线2再回 到曲线1的位置。中心频率和带宽均变得与曲 线1一样，此时加的电阻和电容参数值就等效 为检波器的输入电阻和电容。
图2.谐振法测检波器输入阻抗图如下：
扩展命题
a.电路中D反接会有什么情况？用实验说明；
b. 若输入AM信号过小，会产生什么失真？用 实验说明；
c.若检波器滤波电容C过小，会产生什么失真？ 用实验说明；
d. 对AM波检波。从U1和U2处测量，有何差别？ e.要想改善Rg对检波器的影响，可采取哪些方 法？
实验说明及思Βιβλιοθήκη Baidu提示
二极管检波器工作原理及性能要求
大信号包络检波器其用途就是从调幅波中取出 低频调制信号。常用的是二极管检波，它是通过 二极管的非线性伏安特性进行频率变换，再通过 低通平滑滤波完成检波作用的。原理电路如图4。
对检波器的基本性能要求有： 1.传输系数Kd大：
图4.检波器原理电路图如下：
f. 什么叫自动增益控制？如何实现？
g.图3是一个并联型检波电路，D采用2AP9， 请自行设计各电路元件参数，完成对输入信号： 载 频 5MHz ， 调 制 频 率 F ＝ 1KHz ， m ＝ 30% 的 调幅波的检波，并仿真分析。
图3.并联型检波电路图如下：
实验报告要求
整理实验数据并作相应曲线 计算实验内容中两种失真波形的理论m值。
若输入US＝UC（1＋mcosΩt）cosωct 则检波输出U0＝KdUC（1＋m cosΩt） 2.输入阻抗高：
Zi可等效为一个电容Ci和一个电阻Ri并联。Ri 大小与检波器内阻及导通角有关。 Ci与结电 容及引线分布电容有关。可见Ri越大, Ci越小， 则检波电路对前级（谐振中放）的影响小。理 论分析可按功率守恒计算Ri，即有
将随Cg的放电规律变化，Cg的取值很大(常取
10uf左右)，放电很慢，从而形成平底，造成
失真。可见不失真的条件为：
为避免失真，可在检波器和Rg间加入一级射随 器电路或RL用部分接入方式实现。
图6.底部失真波形图如下：
设计计算
1.设计原则
• 检波二极管选取原则：多用导通电压小，正向电阻 小，反向电阻大，结电容小，最高工作频率高的二 极管。一般多用点接触型锗二极管2AP系列。2AP系 列二极管的参数请见书后附表。
• 负载RL和C的选择 设计时考虑的原则：
a.
,
即C对载频等效旁路，对低频等效开路.
b.C»Cd,C大相应Cd的作用减小，从而可忽略不 计.
c.从系统而言:RL↑→Ri↑,RL↑→Kd↑,即负载 增加，对输入阻抗提高及传输效率的改善有利.
d.RL↑→会带来失真。此时可通过底部切割失 真和惰性失真的理论计算公式合理给出RL和C. 2.设计计算
当输入信号Ui为高频等幅正弦波时，检波输出为 直流电压，传输系数Kd表达式为： Kd=检波输出直流电压/输入高频信号的振幅值 当检波器输入信号Ui为正弦调幅波时，则其输 出即为正弦信号，其传输系数Kd可由下式表示： Kd=输出正弦电压振幅/输入已调波包络振幅 理论分析可知Kd只与电路有关（取决gDRL），而 与输入信号无关。
代入Rlmax=20kΩ，Ω=2πF
从而确定C≤0.029μF
又因1/ΩC »RL’,有C«1/ΩRL’≈0.13μF 综合上述条件，取C＝4700Pf
• Cg为隔直电容，取做10uf • 工程估算Kd： gd=1/rd ，
因此Kd=cosθ=0.78 综合以上分析，考虑测试方便，可取负载RL为 5.1kΩ电阻和47kΩ电位器串联。C取4700PF, 为便于观察惰性失真，特用开关控制一并联 0.1μF电容。
失真现象见图5。 b.底部切割失真：
图5.惰性失真波形图如下：
加入Cg后，交直流负载不再相等。直流负载
RLD=RL KdUC(1 KdUc/RL
＋,,交交m流流c电o负s流Ω振载t 幅）RILΩΩ, m=故=RmL直‖KR流dgU。c电/R因流L‖URI0gdc。==
Id若c R。g选平取均不电合流适会,出[(现R负L‖R值g，)<因m二]，极必管有具IΩ有m单＞ 向导电性，负电流不会出现，造成截止，输出
二极管包络检波器实验
实验任务与要求
1.实验电路及说明 实验电路如图1。电路的前面部分是谐振中 放，为检波器提供测量之用，它具有选频放 大作用，中心频率谐振在4MHZ左右。由D、L、 C、R1、RW2等组成检波器。D为非线性变换元 件，L为检波器提供直流通路之用，C、R1、 RW2为检波器负载。Rg为检波交流负载。C1为 观测波形失真而设，33pF、6.8pF及RW1为测 量检波输入阻抗而设。它们的接入分别用开 关K1、K2、K3、K4来控制。
技术指标：载频fc=4MHZ，调制频率F=400HZ，
输入调幅系数m＝0.3.
已知条件：二极管用2AP9，其参数为rd=100Ω， Cd＝1pf,下级等效输入阻抗为10kΩ。
• 确定RL和C
根据前述设计原则: a.以不出现底部失真来确定RLmax 应有：
代入m＝0.3，Rg =10KΩ 有RLmax≤0.7Rg/0.3≈23.3kΩ,故取标称最大值 Rlmax=20kΩ b.以不出现惰性失真来确定电容C 应有：
从上式可得：
可见：提高RL对改善Ri有利。 3.检波失真小：
检波器常有两种失真即惰性失真和底部切割失 真。 a.惰性失真： 主要原因是负载电阻、电容过大，在输入包络 的下降沿，因电容Ć的放电速度慢造成放电速 度跟不上包络下降速度而产生输出交流失真， 又称失随失真或对角线失真。失真除与负载有 关外，还有输入信号的m值及调制频率F有关。 理论分析不失真的条件为
大b：小当，R记L＝下2刚0K好Ω出。现不底接部入切0.割1μ失f真电时容的，m改值变并m 与理论值作比较。
➢ 测量检波器的输入阻抗Z
测试条件： RL=RLmin 测试方法：谐振法
测试原理：检波器的输入阻抗相对于谐振中放 是一个负载，它的大小直接影响中放的频率特 性（中心频fo和通频带B0.7）接有检波器中放 频率特性曲线如图2曲线1，去掉检波器时，频 率特性变成曲线2。若用一电阻和电容代替检 波器，调整电阻和电容的大小，使曲线2再回 到曲线1的位置。中心频率和带宽均变得与曲 线1一样，此时加的电阻和电容参数值就等效 为检波器的输入电阻和电容。
图2.谐振法测检波器输入阻抗图如下：
扩展命题
a.电路中D反接会有什么情况？用实验说明；
b. 若输入AM信号过小，会产生什么失真？用 实验说明；
c.若检波器滤波电容C过小，会产生什么失真？ 用实验说明；
d. 对AM波检波。从U1和U2处测量，有何差别？ e.要想改善Rg对检波器的影响，可采取哪些方 法？
实验说明及思Βιβλιοθήκη Baidu提示
二极管检波器工作原理及性能要求
大信号包络检波器其用途就是从调幅波中取出 低频调制信号。常用的是二极管检波，它是通过 二极管的非线性伏安特性进行频率变换，再通过 低通平滑滤波完成检波作用的。原理电路如图4。
对检波器的基本性能要求有： 1.传输系数Kd大：
图4.检波器原理电路图如下：
f. 什么叫自动增益控制？如何实现？
g.图3是一个并联型检波电路，D采用2AP9， 请自行设计各电路元件参数，完成对输入信号： 载 频 5MHz ， 调 制 频 率 F ＝ 1KHz ， m ＝ 30% 的 调幅波的检波，并仿真分析。
图3.并联型检波电路图如下：
实验报告要求
整理实验数据并作相应曲线 计算实验内容中两种失真波形的理论m值。
若输入US＝UC（1＋mcosΩt）cosωct 则检波输出U0＝KdUC（1＋m cosΩt） 2.输入阻抗高：
Zi可等效为一个电容Ci和一个电阻Ri并联。Ri 大小与检波器内阻及导通角有关。 Ci与结电 容及引线分布电容有关。可见Ri越大, Ci越小， 则检波电路对前级（谐振中放）的影响小。理 论分析可按功率守恒计算Ri，即有
将随Cg的放电规律变化，Cg的取值很大(常取
10uf左右)，放电很慢，从而形成平底，造成
失真。可见不失真的条件为：
为避免失真，可在检波器和Rg间加入一级射随 器电路或RL用部分接入方式实现。
图6.底部失真波形图如下：
设计计算
1.设计原则
• 检波二极管选取原则：多用导通电压小，正向电阻 小，反向电阻大，结电容小，最高工作频率高的二 极管。一般多用点接触型锗二极管2AP系列。2AP系 列二极管的参数请见书后附表。
• 负载RL和C的选择 设计时考虑的原则：
a.
,
即C对载频等效旁路，对低频等效开路.
b.C»Cd,C大相应Cd的作用减小，从而可忽略不 计.
c.从系统而言:RL↑→Ri↑,RL↑→Kd↑,即负载 增加，对输入阻抗提高及传输效率的改善有利.
d.RL↑→会带来失真。此时可通过底部切割失 真和惰性失真的理论计算公式合理给出RL和C. 2.设计计算
当输入信号Ui为高频等幅正弦波时，检波输出为 直流电压，传输系数Kd表达式为： Kd=检波输出直流电压/输入高频信号的振幅值 当检波器输入信号Ui为正弦调幅波时，则其输 出即为正弦信号，其传输系数Kd可由下式表示： Kd=输出正弦电压振幅/输入已调波包络振幅 理论分析可知Kd只与电路有关（取决gDRL），而 与输入信号无关。
代入Rlmax=20kΩ，Ω=2πF
从而确定C≤0.029μF
又因1/ΩC »RL’,有C«1/ΩRL’≈0.13μF 综合上述条件，取C＝4700Pf
• Cg为隔直电容，取做10uf • 工程估算Kd： gd=1/rd ，
因此Kd=cosθ=0.78 综合以上分析，考虑测试方便，可取负载RL为 5.1kΩ电阻和47kΩ电位器串联。C取4700PF, 为便于观察惰性失真，特用开关控制一并联 0.1μF电容。
失真现象见图5。 b.底部切割失真：
图5.惰性失真波形图如下：
加入Cg后，交直流负载不再相等。直流负载
RLD=RL KdUC(1 KdUc/RL
＋,,交交m流流c电o负s流Ω振载t 幅）RILΩΩ, m=故=RmL直‖KR流dgU。c电/R因流L‖URI0gdc。==
Id若c R。g选平取均不电合流适会,出[(现R负L‖R值g，)<因m二]，极必管有具IΩ有m单＞ 向导电性，负电流不会出现，造成截止，输出
二极管包络检波器实验
实验任务与要求
1.实验电路及说明 实验电路如图1。电路的前面部分是谐振中 放，为检波器提供测量之用，它具有选频放 大作用，中心频率谐振在4MHZ左右。由D、L、 C、R1、RW2等组成检波器。D为非线性变换元 件，L为检波器提供直流通路之用，C、R1、 RW2为检波器负载。Rg为检波交流负载。C1为 观测波形失真而设，33pF、6.8pF及RW1为测 量检波输入阻抗而设。它们的接入分别用开 关K1、K2、K3、K4来控制。
技术指标：载频fc=4MHZ，调制频率F=400HZ，
输入调幅系数m＝0.3.
已知条件：二极管用2AP9，其参数为rd=100Ω， Cd＝1pf,下级等效输入阻抗为10kΩ。
• 确定RL和C
根据前述设计原则: a.以不出现底部失真来确定RLmax 应有：
代入m＝0.3，Rg =10KΩ 有RLmax≤0.7Rg/0.3≈23.3kΩ,故取标称最大值 Rlmax=20kΩ b.以不出现惰性失真来确定电容C 应有：