幅度檢波電路 - 調(diào)制電路與解調(diào)電路詳解

從調(diào)幅波中取出調(diào)制信號的過程,稱為幅度檢波,常用的檢波電路有三種:小信號平方律檢波,大信號包絡(luò)全波和乘積檢波,對檢波器的要求有以下三點(diǎn):
(1)檢波效率(電壓傳輸系數(shù))
若檢波器輸入等幅高頻電壓峰值為Uc,檢波后的輸出電壓為Uo,則檢波效率K定義為:K=Uo/Uc
若檢波器輸入為包絡(luò)調(diào)幅波,則檢波效率寂靜義為輸出低頻電壓幅度UΩ與輸入高頻電壓包絡(luò)幅度 mUc之比:
K=UΩ/mUc
式中:m是調(diào)幅系數(shù)。K越大說明同樣的輸入情況下可以得到較大的低頻輸出信號,即檢波效率高。
(2)檢波失真
它反映輸出低頻電壓波形和輸入已調(diào)波包括形狀的符合程度。
(3)輸入電阻Ri
由檢波器輸入端看進(jìn)去的等效電阻稱為輸入電阻Rio,通常檢波器接于中頻放大器的輸出端,Ri看作是它的負(fù)載。因此,Ri越大對中頻放大器的影響就會(huì)越小,
1、小信號平方律檢波器

圖5(a)是小信號檢波電路。其特點(diǎn)是:(1)輸入高頻信號ui(t)的幅度為幾十毫伏量級;(2)選擇適當(dāng)?shù)钠秒妷菏构ぷ鼽c(diǎn)Q處于伏安特性的彎曲段上[見圖5(b)],在整個(gè)高頻信號周期內(nèi)均有電流通過二極管。經(jīng)理論分析得該檢波器的輸出電壓u2與輸入電壓Uc成正比,平方律檢波正是由此得名,其參數(shù)如下:
(1)檢波效率K=UΩ/mUc=Ra2Uc/(1+a1R [考題輸出電壓反作用]
式中:R為檢波器負(fù)載電阻,Uc為高頻調(diào)幅波的載波幅度,a1、a2為與工作點(diǎn)電流有關(guān)的系數(shù),在室溫情況下其值近似為:
a1=38Io 及 a2=0.74×10Io (Io的單位為安培)
若檢波器的工作點(diǎn)電流選定為Io=20微安,R=4.7千歐, Uc=50毫伏則檢波效率為:
K=Ra2Uc/(1+a1R)=(4.7×10×0.47×10×20×10×50×10)/(1+38×20×10×4.7×10)=0.76
(2)非線性失真,由于二次諧波與基波相距很近,不易清除干凈,故常用二次諧波失真系數(shù)y來估計(jì)失真的大小。其值為:
y=m/4
由式可見,調(diào)幅系數(shù)m越大則y越大,失真越嚴(yán)重,一般情況下m≈30%,則y≈7.5%
(3)輸入阻抗Ri,指數(shù)波頻率為ωc的交流阻抗。從圖5(a)中可見,對ωc而言,C看作短路,所以Ri等于二極管的交流電阻rd,在室溫情況下其值為:
Ri=rd=26×10/Io
若Io=20微安,則Ri=(26×10)/20×10 =1.3千歐
小信號檢波的缺點(diǎn)是:輸入阻抗低,非線性失真嚴(yán)重,

2、大信叼峰值包絡(luò)檢波
如圖6(a)是大信號檢波電路,由于輸出電壓交流部分與調(diào)制信號最大值成正比,故又稱為直線性檢波,其特點(diǎn)是:(1)輸入電壓幅度一般500毫伏以上;(2)沒有偏置電壓E,由于輸出電壓的反作用,實(shí)際上工作點(diǎn)處于u<0的區(qū)段[見圖6(b)]。因此,大信號檢波二極管,在載波一周期內(nèi),只有一段時(shí)間尋通,而另一段時(shí)間截止。大信號峰值二極管檢波器的主要參數(shù)計(jì)算如下:
K=cosθ