二極管的基本應用——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用情況。本期為檢波電路篇。

檢波電路

1、什么是調(diào)試解調(diào)？

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

且慢！沒有錯，往下看你就明白了，在了解“檢波”之前，有必要先認識一下“調(diào)制解調(diào)”。

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

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行傳輸。[引自秒懂百科：信號調(diào)制]。因此，通常需要將原始信號加載到一定頻率的高頻信號上變換成頻帶適合信道傳輸?shù)母哳l信號，這一過程被稱為調(diào)制。

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

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

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)信號中提取原始信號的過程。
  對于調(diào)幅波，是從振幅變化提取原始信號的過程；
  對于調(diào)頻波，是從頻率變化提取原始信號的過程；
  對于調(diào)相波，是從相位變化提取原始信號的過程。
• 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被調(diào)制的原始信號。

檢波電路的基本原理是先將已調(diào)信號（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)幅波包絡變化的信號，再經(jīng)過一個低通濾波器濾除高頻載波，就可得到反映調(diào)幅波包絡的調(diào)制信號了。

4、二極管檢波電路的工作原理是什么？（假設二極管為理想的）

大信號二極管包絡檢波電路

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載，同時也起到低通濾波器的作用。

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

ui < uo時， D截止，電容C1通過R1放電，充電回路的時間常數(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變化的信號。

分析：

對于低頻原始信號來說，由于電容C1的容抗>>電阻R1，C1相當于開路，電阻R1作為檢波器的負載，其兩端輸出的即為低頻的原始信號；

對于高頻載波信號來說，由于電容C1的容抗<<電阻R1，C1相當于短路，起到旁路、濾除高頻信號的作用。

在實際中，有時為進一步提高濾波效果，可再加一級低通濾波器。如下圖所示。