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二極管的基本應(yīng)用——檢波電路

二極管的單向?qū)щ娦允蛊湓谡?、限幅、鉗位、開關(guān)、檢波和續(xù)流等電路中有著廣泛的應(yīng)用。為了讓小伙伴們更好的理解和掌握二極管的工作原理，我們將在后續(xù)推出系列專題分別討論二極管在這些功能電路中的應(yīng)用情況。本期為檢波電路篇。

(資料圖片)

檢波電路

1、什么是調(diào)試解調(diào)？

答： 看到這個(gè)問題，看官們可能有些疑惑，是不是搞錯(cuò)了？ 今天不是講檢波嗎，怎么成了調(diào)制解調(diào)？

且慢！沒有錯(cuò)，往下看你就明白了，在了解“檢波”之前，有必要先認(rèn)識(shí)一下“調(diào)制解調(diào)”。

“調(diào)制解調(diào)”這個(gè)名詞，相信各位看官并不陌生，應(yīng)該都有所耳聞。

調(diào)制是通信技術(shù)的專有詞匯。在通信系統(tǒng)中，發(fā)送端的原始電信號(hào)通常具有頻率很低的頻譜分量，一般不適宜直接在信道中進(jìn)行傳輸。[引自秒懂百科：信號(hào)調(diào)制]。因此，通常需要將原始信號(hào)加載到一定頻率的高頻信號(hào)上變換成頻帶適合信道傳輸?shù)母哳l信號(hào)，這一過程被稱為調(diào)制。

被加載原始信號(hào)的原高頻信號(hào)被稱為載波信號(hào)，調(diào)制后載波攜帶著原始信號(hào)信息即為已調(diào)信號(hào)。任何信號(hào)都有三個(gè)基本特性：振幅、頻率和相位。在調(diào)制過程中，載波信號(hào)的一種特性會(huì)隨著原始信號(hào)的變化而變化。例如，載波信號(hào)的振幅是根據(jù)原始信號(hào)的振幅而變化的，這種技術(shù)稱為振幅調(diào)制，簡(jiǎn)稱調(diào)幅（AM）。顯然對(duì)于振幅調(diào)制（AM），高頻載波信號(hào)在沒有加載原始信號(hào)的高頻信號(hào)時(shí)，其波幅是固定的，加載之后波幅就隨著原始信號(hào)的變化而變化，如下圖所示。

曾在一文弄懂什么是 “調(diào)制”？ 中看到一個(gè)簡(jiǎn)單的類比來(lái)理解調(diào)制。 我們可以試著扔一張紙，這張紙不會(huì)走太遠(yuǎn)，但如果把它綁在石頭上再扔一次，他會(huì)走的更遠(yuǎn)。 這調(diào)制的方式是一樣的。 紙相當(dāng)于信息信號(hào)，石頭相當(dāng)于載波信號(hào)，紙包著石頭相當(dāng)于調(diào)制后的信號(hào)。

2、什么檢波？

答：這里給出廣義和狹義兩種定義。

廣義上，檢波通常稱為解調(diào)，是調(diào)制的逆過程,即從已調(diào)信號(hào)中提取原始信號(hào)的過程。對(duì)于調(diào)幅波，是從振幅變化提取原始信號(hào)的過程；對(duì)于調(diào)頻波，是從頻率變化提取原始信號(hào)的過程；對(duì)于調(diào)相波，是從相位變化提取原始信號(hào)的過程。狹義上，檢波又稱振幅解調(diào)，是振幅調(diào)制的逆過程。因此，又是也被稱為包絡(luò)檢波或者幅度檢波。

3、什么檢波電路？

答：能夠?qū)崿F(xiàn)檢波功能的電路就是檢波電路，其目的就是為了恢復(fù)被調(diào)制的原始信號(hào)。

檢波電路的基本原理是先將已調(diào)信號(hào)（以AM為例）經(jīng)過由非線性器件構(gòu)成的檢波器，從而得到根據(jù)調(diào)幅波包絡(luò)變化的信號(hào)，再經(jīng)過一個(gè)低通濾波器濾除高頻載波，就可得到反映調(diào)幅波包絡(luò)的調(diào)制信號(hào)了。

4、二極管檢波電路的工作原理是什么？（假設(shè)二極管為理想的）

大信號(hào)二極管包絡(luò)檢波電路

電路：

工作原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢詷?gòu)成檢波器，其形式和原理上和整流電路很相似，不同的是多用于高頻電路中。上圖中二極管D為檢波器，電容C1和電阻R1作為二極管檢波器的負(fù)載，同時(shí)也起到低通濾波器的作用。

ui>uo時(shí)，D導(dǎo)通，給電容C1充電，充電回路的時(shí)間常數(shù)為τ充=(rd//R1)C1≈ rdC1 ，很小，即快速充滿，快充。

ui < uo時(shí)， D截止，電容C1通過R1放電，充電回路的時(shí)間常數(shù)為τ放=R1C1，較大，即慢速放電，慢放。

這種τ放>>τ充快充慢放的效果使得輸出端得到能夠反映包絡(luò)變化的信號(hào)。

分析：

對(duì)于低頻原始信號(hào)來(lái)說，由于電容C1的容抗>>電阻R1，C1相當(dāng)于開路，電阻R1作為檢波器的負(fù)載，其兩端輸出的即為低頻的原始信號(hào)；

對(duì)于高頻載波信號(hào)來(lái)說，由于電容C1的容抗<<電阻R1，C1相當(dāng)于短路，起到旁路、濾除高頻信號(hào)的作用。

在實(shí)際中，有時(shí)為進(jìn)一步提高濾波效果，可再加一級(jí)低通濾波器。如下圖所示。