§7-3 检波器 学习要点： 掌握检波原理及检波器的构成 了解几种检波器的特点和适用范围 掌握大信号峰值检波器的惰性失真及 负峰切割失真.

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1 §7-3 检波器 学习要点： 掌握检波原理及检波器的构成 了解几种检波器的特点和适用范围 掌握大信号峰值检波器的惰性失真及 负峰切割失真

2 检波器 概述 小信号平方律检波 大信号峰值包络检波 同步检波 退出

3 7-3-1 概述 ——从调幅波中还原出原调制信号，也是调幅过程的逆变换过程 检波过程——从高频信号中取出其包络线的过程。如下图，设
概述 检波过程——从高频信号中取出其包络线的过程。如下图，设 检波器的输入u1，输出u2。 a图中：u1为等幅正弦波，u2为直流电压（ u1的包络）。测量 仪器中检波头的工作过程就是这样。 b图中：u1为调幅波，u2为原调制信号（调幅波u1的包络）。 无线电广播收音机及电视机中的检波情况就是这样。 c图中：u1为脉冲调幅波，u2为脉冲信号。雷达接收机中检波过 程就是这样。

4 检波器输入与输出的波形关系

5 检波器构成——由非线性器件及滤波器两部分组成。
检波器分类——1）由非线性元件分：二极管、三极管检波器 2）由输入信号大小分：小信号平方律检波和 大信号峰值包络检波 同步检波 检波器组成方框图方框图如图所示： 检波原理——应用非线性器件对输入进行频率变换，产生许多 新的频率分量，其中含有原调制信号频率成分， 并通过滤波器将其选出，把其余频率分量加以抑制

6 7-3-2 小信号平方律检波 ——指输入信号小于几十mV的检波。广泛用于测量仪器中 1. 工作原理
小信号平方律检波 ——指输入信号小于几十mV的检波。广泛用于测量仪器中 1. 工作原理 UD——外加直流偏压，控制静态工作点，如“小信号平方律检 波电压电流关系图”所示曲线上的Q点； ug——高频输入电压； D——检波二极管；RL——检波负载；CL——高频滤波电容。

7 设高频输入：ug＝Ucmcosωt（等幅正弦波），由于Q点在非线性区，使iD不对称，如上图所示。

8 当输入电压ug较小时（小信号）， iD可近似以平方律特性关系式表示：
（I0：二极管静态工作点电流；a1、a2：常数） 将ug=Ucmcosωct 代入上式可得 式中第三项，是由二极管非线性产生的，是输入高频等幅正弦电压ug通过平方律检波后所产生的平均分量，即直流成分 检波负载为RLCL并联电路。CL为高频滤波电容，可将成分滤除，使检波输出电压uo为：

9 讨论：1）当输入电压ug=0时，检波输出电压为uo=IoRL；
可见输出电压与输入电压振幅Ｕcm的平方成正比，所谓小信号平方律检波就是由此而得名。常用于检测信号功率。因而小信号平方律检波器常用于电子测量仪器中。 同理可得：当输入调幅波时，检波器输出低频电压振幅： 2. 主要技术指标 电压传输系数——当输入高频等幅信号时，输出直流电压

10 7-3-3 大信号峰值包络检波 当输入调幅波时，对输出低频电压成分
说明：Kd、均与Ucm成正比，当Ucm↓→电压传输系数↓，这就是小信号平方律检波的缺点。 大信号峰值包络检波 ——指检波器输入电压在500mV以上。广泛用于无线电超外 差接收机如广播、通信、电视、雷达接收机等。 1．工作原理：

11 ug——高频输入信号，通常为调幅波或脉冲调制波；
D——检波二极管； RL、CL——检波负载电阻及滤波电容。 ug、D及RLCL为串联形式，因而称之为串联型检波器。

12 大信号峰值包络检波与小信号平方律检波的不同
——D在输入高频信号一周期内只有小部分时间导通（因iD的平均分量在RLCL两端产生较大平均电压，这一电压又立即反向作用于D两端）。 讨论：开始工作时t=0，滤波电容CL两端还未存储电荷，即CL端 压uo=0。 (1) ug为等幅高频信号（ug＝Ucmcosωt）—— 在ug＞0→D导通→ug通过D对CL充电→uo↑→D两端电压为 (ug－uo) →ug－uo =0→D由通为止→CL对RL慢放电→uo↓ →直到(ug－uo)>0电容CL再次被充电。 CL充、放电等效电路及有关波形如下图所示。 CL的反复充、放电过程即为大信号峰值包络检波的过程。

13 (2)ug为调幅波高频信号—— 　 若ug为调幅波，不难理解其电容充放电的波形（uo）是 随着调幅波的包络线而变化的。只要将其中的高频波纹加以 滤除，便可得到与调幅包络相同的低频信号，即为原调制信 号。如下图所示。因此，称“大信号峰值包络检波器”。

14 2．非线性失真 ——大信号峰值检波器，若元件选择不当，易产生惰性失 真及负峰切割失真

15 1）惰性失真：若增大RLCL值可提高检波电压传输系数，且 能提高滤波性能。但过分增大RLCL值，会减
的下降，产生如下图所示的惰性失真。 惰性失真

16 2）负峰切割失真：实际中，检波器要经过隔直电容Cc与下 一级放大器耦合，电路如下图。
检波器与负载的连接 uΩ + ug _ 检波器对低频的交流负载为：RL′= RL∥Rg ；而直流负载为：RL。当调幅系数ma比较大时，交流负载与直流负载相差越大，有可能使输出的低频电压在负峰值附近被消平，如图。

17 7-3-4 同步检波 ——包络检波器只用于普通调幅波的检波；同步检波器用于而双边带及单边带信号的解调，如电视色度调制信号的解调等。
负峰切割失真示意图 同步检波 ——包络检波器只用于普通调幅波的检波；同步检波器用于而双边带及单边带信号的解调，如电视色度调制信号的解调等。 同步检波器特点——输入电平低、效率高。

18 同步检波器组成方框图 设：图a中若输入双边带调制信号： 而同步信号： ，

19 课后小结——见黑板 则模拟乘法器的输出电压为： 低通滤波器可将（ ）的成分滤除， 输出电压uo为：
低通滤波器可将（ ）的成分滤除， 输出电压uo为： uo= KMUcmUrmcosΩt=UΩmcosΩt 课后小结——见黑板

20 复习与提问：调幅电路有哪些种？ 作业题： 1.检波过程是指什么？画出检波器的组成框图。 2.检波器的惰性失真、负峰切割失真是由什么原 因引起的？ 3.试画出惰性失真、负峰切割失真的图形。 思考题： 1.小信号平方律检波管子工作于什么区域？为何称平 方律检波？主要特点及用途。 2.大信号峰值包络检波器二极管工作在什么区域？对 输入信号有何要求？主要特点及用途。 3.同步检波是指什么？画出同步检波器的组成框图， 说明实现同步检波的条件。 4.同步检波器主要用于解调那种调幅波？ 预习：混频和倍频