檢波電路中的非線性器件是什么_典型檢波應(yīng)用電路

什么是檢波器？

檢波器，是檢出波動(dòng)信號(hào)中某種有用信息的裝置。用于識(shí)別波、振蕩或信號(hào)存在或變化的器件。檢波器通常用來提取所攜帶的信息。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號(hào)的載波完全一致的振蕩信號(hào)（相干信號(hào)）。同步檢波器主要用于單邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。

檢波電路中的非線性器件是什么？

從已調(diào)信號(hào)中檢出調(diào)制信號(hào)的過程稱為解調(diào)或檢波。用以完成這個(gè)任務(wù)的電路稱為檢波器。最簡(jiǎn)單的檢波器僅需要一個(gè)二極管就可以完成，這種二極管就被稱做檢波二極管。

目前，集成射頻檢波器現(xiàn)已得到了廣泛的應(yīng)用，而且每當(dāng)要求更高的靈敏度和穩(wěn)定性時(shí)，集成射頻檢波器有代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二極管檢波器的趨向。

從調(diào)幅波中恢復(fù)調(diào)制信號(hào)的電路，也可稱為幅度解調(diào)器。與調(diào)制器一樣，檢波器必須使用非線性元件，因而通常含有二極管或非線性放大器。

檢波器的作用

檢波電路或檢波器的作用是從調(diào)幅波中取出低頻信號(hào)。它的工作過程正好和調(diào)幅相反。檢波過程也是一個(gè)頻率變換過程，也要使用非線性元器件。常用的有二極管和三極管。另外為了取出低頻有用信號(hào)，還必須使用濾波器濾除高頻分量，所以檢波電路通常包含非線性元器件和濾波器兩部分。下面舉二極管檢波器為例說明它的工作原理。

上圖是一個(gè)二極管檢波電路。VD是檢波元件，C和R是低通濾波器。當(dāng)輸入的已調(diào)波信號(hào)較大時(shí)，二極管VD是斷續(xù)工作的。正半周時(shí)，二極管導(dǎo)通，對(duì)C充電;負(fù)半周和輸入電壓較小時(shí)，二極管截止，C對(duì)R放電。在R兩端得到的電壓包含的頻率成分很多，經(jīng)過電容C濾除了高頻部分，再經(jīng)過隔直流電容C0的隔直流作用，在輸出端就可得到還原的低頻信號(hào)。

檢波電路典型應(yīng)用

1、三極管檢波電路

在很多收音機(jī)中的檢波器普遍都使用二極管，這里我向大家介紹一款三極管檢波電路，電路如圖ＪＢ－１所示。該三極管檢波電路是利用ＢＧ２的基－射極的ＰＮ結(jié)來完成檢波任務(wù)的，自動(dòng)增益控制電壓從ＢＧ２的集電極取出，當(dāng)輸入信號(hào)增強(qiáng)時(shí)，通過ＢＧ２電流ＩＣ２增大，ＩＣ２的增大使得ＢＧ２的集電極電位降低，這又使末級(jí)中房管ＢＧ１的基極電位下降，從而是ＢＧ１的增益下降。調(diào)整Ｒ２使ＢＧ１的集電極電流在０．３－－０．７ｍＡ范圍內(nèi)，這時(shí)檢波管ＢＧ２的靜態(tài)工作電流約在２０μＡ－－４０μＡ范圍內(nèi)。

三極管檢波電路有如下特點(diǎn)：

１、與二極管相比，在失真系數(shù)相當(dāng)下，其檢波效率大大提高，功率增益接近０ｄｂ，而二極管檢波器的功率增益約為－２０ｄｂ。

２、輸入阻抗高，由二極管檢波的１－－２千歐提高到２０千歐左右，這可使Ｂ２次級(jí)匝數(shù)增大，有利于改善ＡＧＣ的控制。

３、因?yàn)闄z波管ＢＧ２接成發(fā)射極輸出器，所以其輸出阻抗小約５００歐，只有二極管檢波器的１／２－１／３，使其帶負(fù)載能力增強(qiáng)。

４、傳輸系數(shù)高，比二極管檢波約大２－３倍，這使末級(jí)中放管不容易產(chǎn)生阻塞現(xiàn)象。

2、光敏二極管、三極管電路電路圖：二極管檢波電路圖

二極管檢波電路圖如下圖所示

3、傳統(tǒng)的峰值檢波器

圖1中的電路是傳統(tǒng)的峰值檢波器。

圖 1 中的電路用于捕捉輸入電壓 （IN） 的峰值。當(dāng) IN 為正時(shí)，D1 為反向偏置，D2 為正向偏置，而且在反饋電阻器 R2 中沒有電流流動(dòng)。于是，輸出電壓 （OUT） 跟蹤輸入電壓 （IN），因?yàn)橥饷娴姆答伃h(huán)路把 U1 的輸入驅(qū)動(dòng)至虛短路 （V+ = V-）。由于 U2 被配置為一個(gè)電壓跟隨器，因此輸出電壓跟蹤電容器 C1 上的電壓。C1 由 U1 的輸出電流通過 D2 充電至該電壓。R1 負(fù)責(zé)防止 U1 超過其短路輸出電流，并把 U1 與 C1 的電容相隔離，從而避免發(fā)生振鈴或甚至振蕩。只要輸入電壓為正和不斷地增大，這種狀態(tài)就會(huì)保持。

當(dāng)輸入電壓減小時(shí)，圖 1 中的電路改變狀態(tài)。D2 在輸入電壓減小時(shí)為反向偏置，因?yàn)?U1的輸出 （D2 的正極） 降至低于 D2 的負(fù)極電壓 （它等于存儲(chǔ)在 C1 上的前一個(gè)峰值電壓）。在該狀態(tài)中外面的反饋環(huán)路斷裂，而且 U1 的輸出試圖對(duì)齊到負(fù)軌電壓。D1 在該狀態(tài)中為正向偏置，并提供至 U1 的局部反饋，U1 把 D2 的正極箝位在比輸入電壓低一個(gè)二極管壓降。這種保持狀態(tài)將維持到輸入電壓超過電容器電壓（其等于輸出電壓） 為止。D1 箝位縮短了從保持狀態(tài)返回跟蹤狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時(shí)間。

速度是圖 1 所示傳統(tǒng)峰值檢波器電路的主要局限。輸出電壓的變化速度不能快于 C1 的充電速度。C1 的充電速度受限于 U1 的短路輸出電流、D2 的正向電壓降、D2 的換向速度以及由 R1 和 C1 形成之時(shí)間常數(shù)的指數(shù)上升。

4、改進(jìn)型峰值檢波器

圖 2 所示電路的速度和誤差指標(biāo)好于圖 1 中的電路。這些改進(jìn)是克服了傳統(tǒng)峰值檢波器某些局限性的結(jié)果。請(qǐng)注意，整流二極管變更為肖特基勢(shì)壘型。這種改變減小了正向電壓降，從而增大了流過 C1 的初始充電電流。此外，肖特基二極管較快的恢復(fù)時(shí)間還加快了從跟蹤狀態(tài)至保持狀態(tài)的轉(zhuǎn)換速度。而且，肖特基二極管較低的反向恢復(fù)電荷減少了 C1 上的消隱脈沖電平誤差。

雖然肖特二極管上的電壓降較低，但是它直接轉(zhuǎn)化為輸出，因?yàn)闆]有外面的反饋環(huán)路對(duì)它實(shí)施補(bǔ)償，而圖 1 所示的傳統(tǒng)電路中有這樣的環(huán)路。該電路通過利用 U1 的局部反饋環(huán)路中的一個(gè)匹配肖特基二極管對(duì)它進(jìn)行平衡以補(bǔ)償該二極管壓降。如果對(duì)匹配的二極管施加了相似的偏置，則兩個(gè)二極管的壓降將大部分抵消。R2 設(shè)定 D1 中的偏置電流，這將使得 D1 的壓降能夠抵消 D2 的壓降，并最大限度地減小該誤差。

R5 和 R6 形成了一個(gè)降低輸入電壓之電平的阻性分壓器。D3 把輸入電壓箝位在比 0V 低一個(gè)二極管壓降，這就讓出了負(fù)電源軌的 U1 和 U2。

LTC?6244 是一款雙路高速、單位增益穩(wěn)定的 CMOS 運(yùn)算放大器，具有 50MHz 的增益帶寬、 40V/μs 的轉(zhuǎn)換速率、1pA 的輸入偏置電流、低輸入電容和軌至軌輸出擺幅。0.1Hz 至 10Hz 噪聲僅為 1.5μVP-P，而且，1kHz 噪聲保證低于 12nV/√Hz。這種卓越的 AC 和噪聲性能與寬電源操作范圍、僅 100μV 的最大失調(diào)電壓以及僅 2.5μV/oC 的失調(diào)漂移相結(jié)合，使其適合在該應(yīng)用中使用。