上海交通大学：《通信基本电路》课程教学资源（讲义）§9.6 二极管小信号检波器 §9.7 同步检波

§9.6二极管小信号检波器 小信号检波是高频输入信号的振幅小于0.2V,利 用二极管伏安特性弯曲部分进行频率变换，然后 通过低通滤波器实现检波。通常称其为平方律检 波。 9.6.1二极管山一A山L万L=m 图9一33二极管小信号检波电路

§9.6 二极管小信号检波器 小信号检波是高频输入信号的振幅小于0.2V，利 用二极管伏安特性弯曲部分进行频率变换，然后 通过低通滤波器实现检波。通常称其为平方律检 波。 9.6.1 二极管小信号检波的工作原理 图9―33 二极管小信号检波电路

图9-33是二极管检波器的原理电路。因为是小信 号输入，需外加偏压V。使其静态工作点位于二 极管特性曲线部分的Q点。当加的输入信号为调 幅信号时，二极管中的电流变化规律如图9-34。 图中输入为普通调幅信号，由于二极管伏安特性 非线性，二极管的电流为失真的调幅电流D,产 生了新的频率，而其中包含有调幅信号频率Ω成 分。经过滤波器后，就可以得到所需的原调制信 号

图 9-33是二极管检波器的原理电路。因为是小信 号输入，需外加偏压VQ使其静态工作点位于二 极管特性曲线部分的Q点。当加的输入信号为调 幅信号时，二极管中的电流变化规律如图 9-34。 图中输入为普通调幅信号，由于二极管伏安特性 非线性，二极管的电流为失真的调幅电流iD，产 生了新的频率，而其中包含有调幅信号频率成 分。经过滤波器后，就可以得到所需的原调制信 号

图9-34 输入为小信号调幅信号时的工作过程

图9-34 输入为小信号调幅信号时的工作过程

9.6.2二极管小信号检波分析 二极管的伏安特性在工作点Q附近用泰勒级数展开 即 0=4+-b+地-+-o (9-71) 因为检波器输出电压很小，忽略输出电压的反作 用，得uD=u;+V 则 o=+4+g2 (9-72) 当输入为等幅波：4，=cos at时，得： 经低通滤波器取出'。+2m2。其中b2m为直流电流 增量，它代表二极管检波的作用结果。输出电压 增量2m2R

9.6.2 二极管小信号检波分析 二极管的伏安特性在工作点Q附近用泰勒级数展开， 即 （9-71） 因为检波器输出电压很小，忽略输出电压的反作 用，得 则 （9-72） 当输入为等幅波 时，得： 经低通滤波器取出 。其中 为直流电流 增量，它代表二极管检波的作用结果。输出电压 增量

当输入信号为4，-Um1+ma cos2)cost时，因为 @,》2 可认为在0一周内4=Um1+ma cos)是不变的，这样 检波器的输出电压增量为 bRU(+mco:)-bRU 1bRmV+RmU cosOt (9-73 1bRmU2 cos201 此电压增量经Cc隔直耦合在R上得到电压为 1Rm2Ucos2t+bRmaUim cosO 可见输出电压中除Ω 4 刀里，心付的测卒分量，也就产生了非线 性失真

当输入信号为 时，因为 ， 可认为在i一周内 是不变的，这样 检波器的输出电压增量为 (9-73) 此电压增量经CC隔直耦合在RL上得到电压为 ，可见输出电压中除 分量外，还有 2 的频率分量，也就产生了非线 性失真

9.6.3二极管小信号检波的主要性能指标 输入为等幅波时，小信号检波器的电压传输系数 为 b2UR 2 (9-74) 而输入为调幅波时， 小信号检波器的电压传输系 数为 Ka=b2maUm'R maUim =bUimR (9-75) 上式说明，小信号检波器的电压传输系数K,不是 常数，而与输入高频电压的振幅成正比。当输入 高频电压振幅Un很小时，电压传输系数K也很 小。即检波效率很低，这是小信号检波器的缺点

9.6.3 二极管小信号检波的主要性能指标 输入为等幅波时，小信号检波器的电压传输系数 为 （9-74） 而输入为调幅波时，小信号检波器的电压传输系 数为 （9-75） 上式说明，小信号检波器的电压传输系数Kd不是 常数，而与输入高频电压的振幅成正比。当输入 高频电压振幅Uim很小时，电压传输系数Kd也很 小。即检波效率很低，这是小信号检波器的缺点

小信号检波器的等效输入电阻近似等于二极管的 导通电阻ra 小信号检波器的非线性失真系数为 VU22m+U232m+. Uom a 4 (9-76) 可见，调制系数ma越大，则K越大，失真越严重

小信号检波器的等效输入电阻近似等于二极管的 导通电阻rd。 小信号检波器的非线性失真系数为 （9-76） 可见，调制系数ma 越大，则Kf越大，失真越严重

§9.7同步检波 同步检波器主要用于抑制载波的双边带调幅波和 单边带调幅波的解调，也可用来解调普通调幅波 同步检波器由相乘器和低通滤波器两部分组成。 它与包络检波器的区别在于检波器的输入除了有 需要解调的调幅信号电压u外，还必须外加一个 频率和相位与输入信号载频完全相同的信号电压 uo。 经过相乘和滤波后得到原调制信号。图9-35 为同步检波器的方框图。 相乘瑶 氐通滤波器 图9-35同步检波器原理方框图

§9.7 同步检波 同步检波器主要用于抑制载波的双边带调幅波和 单边带调幅波的解调，也可用来解调普通调幅波。 同步检波器由相乘器和低通滤波器两部分组成。 它与包络检波器的区别在于检波器的输入除了有 需要解调的调幅信号电压ui外，还必须外加一个 频率和相位与输入信号载频完全相同的信号电压 uo。经过相乘和滤波后得到原调制信号。图9-35 为同步检波器的方框图。 图 9-35 同步检波器原理方框图

9.7.1同步检波器的工作原理 输入信号电压为 u =Um cos t cos @t 本地载频信号电压为 4。=Uomc0st 即本地载频信号与输入信号的载频同频同相位。 经相乘器相乘，输出为 Kuu=KUU cosOt cos @t cos t +IKUU Cos[(20+)t] (9-77) +IKUUCs(2@;-)t 经低通滤波得到频率为Ω的低频信号 ug=KUimUom cost (9- 78

9.7.1 同步检波器的工作原理 输入信号电压为 本地载频信号电压为 即本地载频信号与输入信号的载频同频同相位。 经相乘器相乘，输出为 （9-77） 经低通滤波得到频率为的低频信号 (9-78)

对单边带信号来说，解调过程与双边带相似。设 输入信号为单频调制的上边带信号电压为 uj =Uim cos(@+22)t 本地载波频信亏电压为 经相乘器相，。，=C0st Kujuo =kUimUom cos(@+)t cosaxt (9-79) =KUmUom[cosst+cos+S)t]/2 经低通滤仅心冰21T咖竿牙里旧，以出频率为2 的低频信号 (9-80) ua=KUimUom cosst

对单边带信号来说，解调过程与双边带相似。设 输入信号为单频调制的上边带信号电压为 本地载波频信号电压为 经相乘器相乘，输出为 （9-79） 经低通滤波滤除21+频率分量后，取出频率为 的低频信号 （9-80）