KC03111113-h02-二极管检波电路的应用(精)
运放检波电路及原理
运放检波电路及原理
运放检波电路是一种利用运放进行信号检波的电路，它的原理是基于运放的放大和比较特性。
检波是指将输入信号转换为一个等效的直流信号。
运放作为一种高增益放大器，可以将输入信号放大到需要的幅度。
在检波电路中，运放的放大作用将输入信号放大，使得其幅度适合后续的处理。
运放检波电路的原理是将运放的输出信号通过一个二极管进行整流，从而将输出信号转换为一个等效的直流信号。
当输入信号为正半周期时，二极管导通，将运放输出的正半周期信号通过；当输入信号为负半周期时，二极管不导通，阻断运放输出的负半周期信号。
通过整流和滤波后，得到的输出信号即为输入信号的幅度最大值或最小值。
实际应用中，运放检波电路经常用于信号测量、调制解调、自动增益控制等方面。
在这些应用中，运放检波电路可以将输入信号转换为一个与信号幅度相关的直流信号，便于后续的处理和分析。
检波用二极管
据用途分类1、检波用二极管就原理而言，从输入信号中取出调制信号是检波，以整流电流的大小（100mA）作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波。
锗材料点接触型、工作频率可达400MHz，正向压降小，结电容小，检波效率高，频率特性好，为2AP型。
类似点触型那样检波用的二极管，除用于一般二极管检波外，还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。
也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。
2、整流用二极管整流二极管的内部结构为一个PN 结，外形封装有金属壳封、塑料封装和玻璃封装等多种形式。
其管性大小随整流管的参数而异。
整流二极管主要用于整流电路，利用二极管的单项导电性，将交流电变为直流电。
由于整流管的正向电流较大，所以整流二极管多为面接触型的二极管，结面积大、结电容大，但工作频率低。
2CP系列管壳用于小电流整流。
⑴最大整流电流是指整流二极管长时间工作所允许通过的最大电流值。
⑵最高反向工作电压它是指整流二极管两端的反向电压不能超过规定的电压所允许的值。
如超过这个允许值，整流管就可能击穿。
⑶最大反向电流它是指整流二极管在最高反向工作电压下工作时，允许通过整流管的反向电流。
反向电流越小，说明整流二极管的单向导电性能越好。
⑷最高工作频率它是指整流二极管能正常工作的最高频率，选用时，必须使二极管的工作频率低于此值；如高于此值，整流二极管的单向导电性受影响。
3、限幅用二极管大多数二极管能作为限幅使用。
也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。
为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用，通常使用硅材料制造的二极管。
也二极管有这样的组件出售：依据限制电压需要，把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。
4、调制用二极管通常指的是环形调制专用的二极管。
就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。
即使其它变容二极管也有调制用途，但它们通常是直接作为调频用。
5、混频用二极管使用二极管混频方式时，在500～10,000Hz的频率范围内，多采用肖特基型和点接触型二极管。
检波电路分类与原理分析
检波电路分类与原理分析检波电路是将模拟信号转换为数字信号的关键电路之一，在通信、自动控制以及一些测量领域有着广泛的应用。
根据原理、功能和输出信号波形的特点，可以将检波电路分为多种类型。
一、根据原理分类：1.整流检波电路：整流检波电路是将交流信号转变为直流信号的一种电路。
常见的整流检波电路有简单整流电路、全波整流电路和平均值整流电路等。
简单整流电路利用二极管的正向导通特性，只保留信号的正半周，过程简单，但输出波形毛燥；全波整流电路则能够对信号的正负半周进行整流，输出波形相对平滑；平均值整流电路进一步对信号进行滤波平均，输出直流信号更加稳定。
2.抗噪声检波电路：抗噪声检波电路能够提高检波电路对噪声的抑制能力。
常见的抗噪声检波电路有包络检波电路、同步检波电路和倍频检波电路等。
包络检波电路能够提取信号的包络，较好地抑制高频噪声；同步检波电路则通过与载波信号同步，将信号通过滤波器提取出来，抑制噪声的同时保持信号的准确性；倍频检波电路则通过信号倍频的方式，增强信号的能量，提高信号与噪声的比率。
二、根据功能分类：1.干泰德检波电路：干泰德检波电路（Gunn diode detector）是一种基于Gunn二极管的干泰德检波器。
它通过信号与二极管之间的非线性特性，将高频信号转换为直流信号。
干泰德检波电路具有高速、低噪声以及简单的结构等优点，广泛应用于微波和毫米波通信系统。
2.鉴频检波电路：鉴频检波电路（Discriminator）主要用于FM调制信号的解调。
它通过相位判决电路将频率变化转换为幅度变化，并进行解调。
鉴频检波电路主要由LC电路和放大电路组成，可以实现对频率调制信号的鉴频。
三、根据输出信号波形特点分类：1.脉宽调制（PWM）检波电路：脉宽调制检波电路是一种通过信号的脉宽来进行信息传递的电路。
它通过对信号进行采样和比较，将信号的幅度信息转换为脉宽信息。
脉宽调制检波电路常见的有矩形波脉宽调制电路和脉冲宽度调制（PWM）电路等。
二极管包络检波器
由图4.4.1可见, 当加在二极管上的正向电压为 设
流过二极管的电流
电路参数要求
及
RC并联网络相 当于低通滤波器
思考：如果让你 设计一个解调方 案，你会如何设 计？ 冲击响应函 数采样+低通滤波
4.4.1
其中 为输入高频调幅信号的载频、 为调制信号频
率。理想情况下， 低通滤波器的阻抗
4.4.1
(2) 和 的选择 首先根据下述考虑确定 的乘积值。 1）从提高检波电压传输系数和高频滤波能力考虑， 应尽可能大。工程上，要求它的最小值满足下列条件
2）从避免惰性失真考虑，允许取
即可 。
4.4.1
因此，要同时满足上述两个条件， 可供选用的数 值范围由下式确定：
（4.4.11）
值确定后，一般可按下列考虑分配RL和C的数值。 ① 为保证所需的检波输入电阻 ， 的最小值应满足
下列条件
或
（4.4.12）
② 为避免产生负峰切割失真， 的最大允许值应满下 列条件：
（4.4.13）
4.4.1
若采用集成运放作为低频放大级，该条件可以忽略。
4.4.1 包络检波器
实现包络检波过程的电路为包络检波器。 包络检波器分类：
一、根据所用器件不同可分为 1、二极管包络检波器 （1）串联型二极管包络检波器 （2）并联型二极管包络检波器 2、三极管包络检波器；
二、根据信号的大小不同可分为 1、小信号平方律检波器
2、大信号检波器。
一、串联型二极管峰值包络检波器 串联型二极管峰值包络检波
4.4.1
当输入为调幅波时的检波器工作波形如图4.4.3所示。
流经二极管上的电流
图4.4.3 输入为调幅波情况下的检波器工作波形
检波电路分类及原理分析
举例：ADI公司的有效值检波器AD8362对不同信号的响应
由上图可以看出：RMS-DC变换检波电路对于不同的输入信号均具有良好 的输出线性和稳定性以及较宽的线形动态范围。
五、频谱仪如何实现功率测量
ATT 变频
RBW 包络检波
对数 放大器
VBW
采样和数据处理
检波方
式
A/D
显示
LO
频谱仪的信号功率检测实现如上图所示：输入信号经可变衰 减器（频谱仪的ATT）衰减后进行下变频处理，变频后的信 号经过可变带宽带通滤波器进行滤波（频谱仪的RBW）后 送入包络检波器进行信号的包络检测，经对数放大器放大后 （有些指标不用经过对数放大器）送入低通滤波器进行视频 滤波（频谱仪的VBW），再接下来就由微处理器控制信号的 采样方式（频谱仪的检波方式的选择）并进行A/D转换后送 至显示器显示。
RF信号功率检测技术
编写：朱俊杰
研发中心预研部射频室
2005年07月
目录
功率检测的意义 功率的定义 常用的几种单位之间的关系 功率检测常用的几种方法 频谱仪如何实现功率的测量 常用的功率检测方法适用范围比较 几种实际使用电路实测结果 总结
一、功率检测的意义
在测量方面的意义：准确的功率检测可以让 用户了解设备的当前工作状态。
六、常用的功率检测方法适用范围比较（续）
RMS-DC变换检波电路：此类产品的输出电压是对 应输入信号的有效值，所以又被称为“TRUE POWER”检波器。ADI公司的AD836*系列即为此类 产品。该类产品可以准确测量任意类型信号“真实” 功率，但该类器件与二极管检波器和对数检波器相 比的不足为价格较为昂贵（AD8362的网上公开价 格为$6.25),RMS-DC变换检波电路非常适用于峰值 因子不断变化的信号(如CDMA和WCDMA信号的功 率检测)。
检波的小知识
检波的小知识6A2对于电子管的收讯机（当然也包括收音机）而言，检波是一个重要的部分。
所以对于许多初学的朋友而言，了解一下关于检波的知识是非常有用的。
检波本质而言是一种整流，把高频信号整流的过程就是检波。
因此任何一种有整流作用的元件都可以用于检波电路，例如：晶体二极管（包括矿石），电子二极管，三极管，多极管等等。
下面细说。
利用直接单向导电性，而对高频信号进行检波的检波器统称二极管检波器，而不论是否实际使用二极管器件。
例如有许多的收音机用6N2电子管做检波和低频放大，用一半的三极管作检波时，事实上仅用了栅极-阴极的单向导电特性（接成二极管），而屏极是常常用了接地的接法。
对于等幅波而言，二极管检波可以输出直流成分，作为推动电报机械的信号；而对于调幅波而言，就可以输出包括音频信号的直流，这样，就可以完成检波的任务。
具体到电子管收讯机，常见有用电子管6G2,6G2P，6B8P等二极部分作普通二极管检波的，也有用6N2等三极管接成二极作检波，还有用晶体二极管或者是6H2等等电子二极管检波的。
6G2管子有两个屏极，便于应用迟延AGC,但是由于6G2没有屏蔽，所以有噪音，而且高频（由于非线性产生的谐波）也会有发射。
所以，现在许多收音机用1/2-6N2(还有一个原因是6G2等管子的阴极是公用的，而6N2是独立的，这样便于低放电路的设计）。
屏极接地，做屏蔽，栅极-阴极做检波。
关于晶体管，后来不少的收音机也采用了，例如红灯711用2AP16检波。
晶体管的优点是不用灯丝，坚固体积小。
但是晶体管的反向有漏电流，引起阻抗变小，选择性可能会变坏，因此应该用反向电阻大的管子。
从这个角度而言，我想硅管要好于锗管（红灯711没有采用硅管的原因，我个人认为是当时硅材料的高频二极管不如锗材料的管子廉价），不过实际差别是不大的，用2AK 2CK管子检波也是不错的。
我用过1N4148代替红灯711的2AP16,效果改善是有的，但是并不很大。
肖特基二极管 检波器原理
肖特基二极管检波器原理
肖特基二极管检波器是一种常用的电路模块，它的主要作用是将高频信号转化为直流信号，以便于后续的处理。
其工作原理基于肖特基二极管的非线性特性，当二极管正向偏置时，会出现一定的导通电流，但是反向偏置时，二极管就会出现截止状态。
在检波器中，肖特基二极管通常被连接在一个带有谐振电路的输入端口，当高频信号进入谐振电路后，会被放大并产生一个高频信号波包。
这个波包会顺着谐振电路传播，同时也会被传输到连接着肖特基二极管的检波电路当中。
由于二极管的非线性特性，当高频信号波包进入二极管时，会产生一个非常小的直流电压，这个电压的大小与信号的强度成正比。
通过这种方式，肖特基二极管检波器就可以将高频信号转化为直流信号。
尽管肖特基二极管检波器的原理非常简单，但是它在广泛的应用领域中具有非常重要的作用。
例如，在通信领域中，肖特基二极管检波器被广泛应用于无线电收发机中，以便于检测和分离收到的信号。
此外，它也被广泛应用于雷达和卫星通信等领域中，以便于检测和分析高频信号。
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倍压检波电路原理
倍压检波电路原理倍压检波电路是一种电子电路，用于检测和测量高频信号中的幅度变化。
它利用二极管的非线性特性，将高频信号转换为直流信号，以便于进一步处理和分析。
倍压检波电路在通信、雷达、无线电等领域中广泛应用，对于测量和控制高频信号具有重要意义。
倍压检波电路的原理基于二极管的整流作用。
在正半周，二极管导通，高频信号经过二极管后变为正半周的负电平；在负半周，二极管截止，高频信号被阻断。
通过这种方式，倍压检波电路将高频信号的幅度变化转换为了直流信号的幅度变化。
为了更好地理解倍压检波电路的工作原理，下面我们将从电路的组成部分和工作过程两个方面进行说明。
1. 电路组成部分倍压检波电路主要由二极管、耦合电容和负载电阻组成。
二极管是整流的关键部分，耦合电容用于耦合信号，负载电阻用于接收和测量变化后的直流信号。
2. 工作过程当高频信号输入倍压检波电路时，首先经过耦合电容进入二极管。
在正半周，二极管导通，电流流过负载电阻，产生一个正向直流电压。
在负半周，二极管截止，电流无法通过，负载电阻上没有电压输出。
通过这种方式，倍压检波电路将高频信号的幅度变化转换为了直流信号的幅度变化。
倍压检波电路的优点是简单、可靠且成本较低。
它可以轻松地将高频信号转换为直流信号，供后续电路进行进一步的处理和分析。
同时，倍压检波电路具有较高的灵敏度和较宽的工作频率范围，适用于不同频率范围内的信号检测和测量。
然而，倍压检波电路也存在一些局限性。
首先，由于二极管的非线性特性，倍压检波电路对于输入信号的幅度变化有一定的限制。
过大或过小的幅度变化都可能导致检测不准确。
其次，倍压检波电路对于输入信号的频率和相位变化不敏感，只能检测幅度变化。
因此，在某些情况下，需要结合其他电路或技术来实现更全面的信号分析和测量。
倍压检波电路是一种重要的电子电路，用于将高频信号转换为直流信号。
它基于二极管的整流特性，将高频信号的幅度变化转换为直流信号的幅度变化。
倍压检波电路在通信、雷达、无线电等领域中发挥着重要作用，对于测量和控制高频信号具有重要意义。
三极管检波和二极管检波
三极管检波和二极管检波三极管检波和二极管检波都是无线电通信中用于检测调制在高频信号上的低频信号（即信息）的方法。
以下是这两种检波方式的区别：
1. 工作原理：三极管检波的工作原理是利用三极管的放大作用，将高频信号通过三极管放大后，再将其输出到负载上。
而二极管检波则是利用二极管的单向导电性，将高频信号通过二极管整流后，输出低频信号。
2. 输出信号：由于三极管具有放大作用，因此三极管检波的输出信号幅度较大，可以驱动较大的负载。
而二极管检波的输出信号幅度较小，通常需要经过放大器进行放大后才能驱动较大的负载。
3. 响应速度：由于三极管内部存在电荷移动，因此三极管检波的响应速度较慢，无法适应高速信号的检波。
而二极管检波的响应速度较快，可以适应高速信号的检波。
4. 适用场景：三极管检波适用于需要放大低频信号的场景，例如音频信号的放大。
而二极管检波适用于需要高速响应的场景，例如通信、雷达等。
综上所述，三极管检波和二极管检波各有其特点，具体选择哪种检波方式需要根据实际需求来决定。
实验十二精密全波整流及检波实验（测控电路实验指导书）
实验十二 精密全波整流及检波实验一、实验目的 1、掌握精密全波整流电路的构成及工作原理； 2、掌握精密全波整流电路在检波电路中的功能。
二、实验原理 （一）实验电路框图如图12-1所示调幅（AM ）信号的包络线形状与调制信号一致。
只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调，这种方法又称包络检波。
普通调幅（AM ）信号通过精密全波整流电路进行全波整流，然后经低通滤波器取出低频成分，经过信号放大，从而获得解调信号。
低通滤波器放大电路调幅(AM)信号输入精密全波整流电路解调输出图12-1 实验电路框图（二）实验电路工作原理实验电路如图12-2所示，运放N1，二极管D1、D2，电阻R1、R2、R3，R4构成半波检波电路；运放N2，电阻R5、R6、R7，R8构成反相输入加法电路，并与前端的半波检波电路一起构成全波检波电路。
图12-2 精密全波整流电路图三、实验器件及单元1、测控电路（二）实验挂箱2、函数信号发生器3、虚拟示波器四、实验内容及步骤 1、把5V ±、12V ±直流电源接入“测控电路二”实验挂箱。
2、在“1U 幅度调制单元”的“调制信号输入”端及“载波输入”端分别加入调制信号（正弦波），载波信号（正弦波），调制信号为Z 3KH .1，P P 1V -左右的正弦波（把本挂箱的U12单元的电源开关拨到“开”方向，利用“U12信号产生单元”产生此正弦波，U12单元的电位器W1用来调节信号幅度，电位器W2用来调节信号频率）；载波信号为Z 100KH ，P P 4.0V -的正弦波（从实验屏上的函数信号发生器接入）。
调节相关电位器(U1幅度调制单元电位器W)，直到在U1单元的输出端可观测到如图12-3所示的普通调幅（AM ）波；0tUs0tUo图12-3 普通调幅（AM ）波图 12-4精密全波整流后的波形 3、连接“1U 幅度调制单元”的“调幅波输出”端与“11U 精密全波整流单元”的S U 端（即把调幅波导入到精密全波整流单元）。