峰值检波器的测试及性能指标要点

成绩评定表

学生姓名智博班级学号1103020116 专业测控课程设计题目峰值检波器的测试及

性能指标

评

语

组长签字：

成绩

日期2014年 7月7日

课程设计任务书

学院信息科学与工程专业测控技术与仪器

学生姓名智博班级学号1003020116

课程设计题目峰值检波器的测试及性能指标

实践教学要求与任务:

《电子测量技术》是测控技术与仪器专业的专业基础课。本设计是对该课程综合应用能力的检验，在鼓励学生熟悉基本原理的前提下，注重与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

1、熟悉被测对象的测量技术工作原理；

2、提出可行设计方案；

3、根据方案设计硬件电路，应用Protel绘制电路原理图；

4、软件编程并调试；

5、硬件焊接与调试；

6、完成课程设计报告。

工作计划与进度安排:

第18周（6月23日-6月27日）：布置设计任务，查资料，完成总体设计框架。

第19周（6月30日-7月4日）：完善设计内容，焊接调试，验收答辩。

指导教师：

2014 年 6月20日专业负责人：

2014 年6月21日

学院教学副院长：

2014 年6月23日

一设计要求 (1)

1.1检波器的作用 (1)

1.2 检波器的分类 (1)

1.2.1包络检波器 (1)

1.2.2同步检波器 (2)

二设计方案与论证 (3)

三设计原理及电路图 (3)

3.1峰值检波器工作原理 (3)

3.2 工作原理图 (4)

四元器件清单 (5)

五元器件识别与检测 (5)

5.1 LF398 (5)

5.2 LM311 (7)

5.3 稳压二极管 (8)

六软件制作与调试 (9)

6.1 性能测试 (9)

6.1.1 测量交流信号： (9)

6.1.2 测量具有直流分量的交流信号： (9)

6.2 性能指标 (10)

6.3 电路分析 (10)

七设计心得 (10)

八参考文献 (11)

一、设计要求

1.1检波器的作用

检波器，是检出波动信号中某种有用信息的装置。用于识别波、振荡或信号存在或变化的器件。检波器通常用来提取所携带的信息。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。

从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。用以完成这个任务的电路称为检波器。最简单的检波器仅需要一个二极管就可以完成，这种二极管就被称做检波二极管。

目前，集成射频检波器现已得到了广泛的应用，而且每当要求更高的灵敏度和稳定性时，集成射频检波器有代替传统的二极管检波器的趋向。

从调幅波中恢复调制信号的电路，也可称为幅度解调器。与调制器一样，检波器必须使用非线性元件，因而通常含有二极管或非线性放大器。

1.2 检波器的分类

检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。

1.2.1包络检波器

图2是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准

调幅信号ua(t）加在L1C1回路两端。经检波后在负载RLC上产生随ua(t）的包络而变化的电压u(t），其波形如图2所示。这种检波器的输出u(t）与输入信号ua(t）的峰值成正比，所以又称峰值检波器。包络检波器的工作原理可用图2的波形来说明。在t1

1.2.2同步检波器

图3为同步检波器的框图。模拟相乘器的一个输入为一单频调制的单边带调幅信号，即us(t)＝Umcos(ωct＋Ωmt),其中ωc为载波信号角频率,Ωm为调制信

号角频率；另一输入是本机产生的相干信号，即uc(t)＝Uccos ωct,则乘法器的输出电压u0(t)和uS(t)和uc(t)的乘积成正比，即

u0(t)=KuS(t)*uc(t) 式中K为一比例常数。u0(t)中包括两项，一项为高频项(2ωc+Ωm),另一项为低频项(Ωm)。通过低通滤波器后将高频项滤除，即得到和调制波成对应关系的输出。uc(t) 通常可用本地振荡器或锁相环产生。同步检波器的抗干扰性能比包络检波器优越，但是它的电路比较复杂。随着电子技术的进步，这种解调方法的应用日益广泛。

二、设计方案与论证

在电子设备中，常要求对信号的峰值进行检波：如大动态范围的正弦信号经对数压缩后，为了得到反映正弦信号的有效值，就不能用一般的平均值或有效值检波器，而只能用峰值检波器。峰值检波器是一个能记忆信号峰值的电路，其输出电压的大小，一直追随输入信号的峰值，而且保持在输入信号的最大峰值。

三、设计原理及电路图

3.1 设计原理

LF398的输出电压与输入电压通过比较器LM311进行比较，当输入电压高于输出电压时，LF398的逻辑控制引脚被置成高电平，使LF398处于采样状态。当输入电压达到峰值而下降时，LF398的逻辑控制引脚被置成低电平，使LF398处于保持状态。从而，实现了对“峰”值的保持。