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检波二极管基础知识详解

检波二极管基础知识详解

作者: 黄文666 | 来源:发表于2019-04-17 16:47 被阅读0次

检测二极管用于检测叠加在高频载波上的低频信号。它具有较高的检测效率和良好的频率特性。

检波二极管作用

       探测(又称解调)二极管的作用是利用其单向电导率从高频或中频无线电信号中去除低频信号或音频信号,并广泛应用于半导体收音机、录音机、电视机等小信号电路中,以及通讯。其工作频率较高,处理信号振幅较弱。

原理上,从输入信号中提取调制信号进行检测,当输出电流小于100 mA时,以整流电流(100 MA)为界进行检测。锗材料点接触式,工作频率可达400 MHz,正向压降小,结电容小,检测效率高,频率特性好,为2AP型。除了一般的二极管检测外,用于类似点接触检测的二极管也可用于限幅、调制、混合、开关等电路中。也有两个二极管组件,具有良好的一致性调频检测。

       国内常用的探测器二极管是2AP系列锗玻璃封装二极管。常用的进口检测二极管有1N34/A、1N60等。

       整流器检测二极管的动作将AC电压转换为单向纹波电压。

检波二极管原理

探测器二极管具有结电容低、工作频率高、反向电流小的特点。传统上用于AM信号检测。

        振幅调制信号是携带低频信号的高频信号,振幅调制信号的振幅包是基带低频信号。如果为每个信号周期取平均值,则始终为零。

       如果调幅信号通过检测二极管,由于检测二极管的单向导电特性,将调幅信号的负部分切断,只留下其正部分,如在每个信号周期中取一个平均值(低通滤波),调幅信号的包络就是基带低频信号。实现了信号的解调(检测)功能。

       锗材料点接触式,工作频率可达400 MHz,正向压降小,结电容小,检测效率高,频率特性好,为2AP型。用于触控式检测的二极管不仅可用于检测,还可用于限幅、调制、混合、开关等电路。也有两个二极管组件,具有良好的一致性调频检测。

      检测广义检测,通常称为解调,是调制的逆,即从调制波中提取调制信号的过程。幅度调制波是从其幅度变化中提取调制信号的过程;对于频率调制波,从其频率变化中提取调制信号的过程;对于相位调制波,从其相变中提取调制信号的过程。

       在狭义上,解调是指从调幅波包络中提取调制信号的过程。有时这种检测称为包络检测或幅度检测。

       调幅波解调是将调幅信号从调幅信号中移除的过程,通常称为侦测波。振幅调制方法包括二极管包络探测器和同步探测器。任何一个振幅调制信号都可以通过由倍增器和低通滤波器组成的同步检测电路解调。常幅调制信号,其载波分量被抑制,由非线性器件直接多路,在不增加同步信号的情况下获得所需解调电压。这种振幅探测器通常称为包络探测器。目前应用最广泛的是二极管包络探测器,而在集成电路中主要使用三极发射包络探测器。同步检测,又称相干检测,主要用于对双侧和单边波段调制信号进行解调。它有两个实现电路。一个由倍增器和低通滤波器组成,另一个直接使用二极管包络检测。

       在工程上,有一种信号叫做调幅信号(AM信号),它是一种特殊的信号,它利用低频信号来控制高频信号的幅度。提取低频信号的电路称为检测电路。最简单的调幅检测电路是由二极管组成的。

       二极管检测原理:调幅信号是二极管检测电路的输入。该二极管只允许单向导电,使用硅管,只有电压高于0.7V的部分通过二极管。二极管的输出端与电容器相连,电容和电阻相互配合,使二极管输出的高频信号短路到地面,使输出信号基本被包络在信号中。这种电容和电阻的电路函数称为滤波。

检波二极管选用

       检测二极管通常具有点接触锗二极管,例如2AP系列。选择时,应根据电路的具体要求选择工作频率高,反向电流小,正向电流大的检测二极管。虽然检测和整流的原理是相同的,但是整流的目的只是为了获得直流电,并且检测是从调制波中提取信号分量(包络)。检测器电路与半波整流线相同。由于检测是为了整流高频波,二极管的结电容必须很小,因此选择点接触二极管。大多数可用于高频检测的二极管可用于限制,钳位,开关和调制电路。

检波二极管代换

      当探测器二极管损坏时,如果不更换同一类型的二极管,则可以使用相同的半导体材料和类似的主要参数进行更换。在业余条件下,损坏PN结的锗材料高频晶体管也可用作替代。

检波电路

        二极管检测电路如图所示。电路中的vd1是检测二极管,c1是高频滤波器电容,r1是检测电路的负载电阻,c2是耦合电容。

检测电路主要由检测二极管VD1组成。

在检测电路中,将调幅信号加到检测二极管的正极上,检测二极管的工作原理与整流电路中整流二极管的工作原理基本相同,并利用信号的幅度来开启检测二极管。

      从扩展后的调幅信号的波形可以看出它是AC信号,但信号的幅度正在变化。该信号施加到检测器二极管的正极。正半周期信号导通二极管,负半周期信号关闭二极管。这相当于整流电路的操作。在检测器二极管负载电阻器R1上获得正半周期信号的包络。虚线表示在检测器电路的输出信号波形中(当没有添加高频滤波电容器时的输出信号波形)。

       检测电路的输出信号由音频信号、直流分量和高频载波信号组成。需要根据三种信号条件进行详细的电路分析。在这三种信号中,最重要的是分析音频信号处理电路及其工作原理。

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