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二极管检波电路.doc

二极管检波电路.doc

向日葵 2012-01-31 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《二极管检波电路doc》,可适用于工程科技领域,主题内容包含二极管检波电路 二极管检波电路及故障处理检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程也要符等。

二极管检波电路 二极管检波电路及故障处理检波电路或检波器的作用是从调幅波中取出低频信号。它的工作过程正好和调幅相反。检波过程也是一个频率变换过程也要使用非线性元器件。常用的有二极管和三极管。另外为了取出低频有用信号还必须使用滤波器滤除高频分量所以检波电路通常包含非线性元器件和滤波器两部分。       如图所示是二极管检波电路。电路中的VD是检波二极管C是高频滤波电容R是检波电路的负载电阻C是耦合电容。 图二极管检波电路.电路分析准备知识       众所周知收音机有调幅收音机和调频收音机两种调幅信号就是调幅收音机中处理和放大的信号。见图中的调幅信号波形示意图对这一信号波形主要说明下列几点:()从调幅收音机天线下来的就是调幅信号。()信号的中间部分是频率很高的载波信号它的上下端是调幅信号的包络其包络就是所需要的音频信号。()上包络信号和下包络信号对称但是信号相位相反收音机最终只要其中的上包络信号下包络信号不用中间的高频载波信号也不需要。.电路中各元器件作用说明       如表所示是元器件作用解说。表元器件作用解说元器件名称解说检波二极管VD将调频信号中的下半部分去掉留下上包络信号上半部分的高频载波信号。高频滤波电容C将检波二极管输出信号中的高频载波信号去掉。检波电路负载电阻R检波二极管导通时的电流回路由R构成在R上的压降就是检波电路的输出信号电压。耦合电容C检波电路输出信号中有不需要的直流成分还有需要的音频信号这一电容的作用是让音频信号通过不让直流成分通过。.检波电路工作原理分析       检波电路主要由检波二极管VD构成。       在检波电路中调幅信号加到检波二极管的正极这时的检波二极管工作原理与整流电路中的整流二极管工作原理基本一样利用信号的幅度使检波二极管导通如图所示是调幅波形展开后的示意图。图调幅波形时间轴展开示意图        从展开后的调幅信号波形中可以看出它是一个交流信号只是信号的幅度在变化。这一信号加到检波二极管正极正半周信号使二极管导通负半周信号使二极管截止这样相当于整流电路工作一样在检波二极管负载电阻R上得到正半周信号的包络即信号的虚线部分见图中检波电路输出信号波形(不加高频滤波电容时的输出信号波形)。       检波电路输出信号由音频信号、直流成分和高频载波信号三种信号成分组成详细的电路分析需要根据三种信号情况进行展开。这三种信号中最重要的是音频信号处理电路的分析和工作原理的理解。()所需要的音频信号它是输出信号的包络如图所示这一音频信号通过检波电路输出端电容C耦合送到后级电路中进一步处理。图检波电路输出端信号波形示意图()检波电路输出信号的平均值是直流成分它的大小表示了检波电路输出信号的平均幅值大小检波电路输出信号幅度大其平均值大这一直流电压值就大反之则小。这一直流成分在收音机电路中用来控制一种称为中频放大器的放大倍数(也可以称为增益)称为AGC(自动增益控制)电压。AGC电压被检波电路输出端耦合电容隔离不能与音频信号一起加到后级放大器电路中而是专门加到AGC电路中。()检波电路输出信号中还有高频载波信号这一信号无用通过接在检波电路输出端的高频滤波电容C被滤波到地端。一般检波电路中不给检波二极管加入直流电压但在一些小信号检波电路中由于调幅信号的幅度比较小不足以使检波二极管导通所以给检波二极管加入较小的正向直流偏置电压如图所示使检波二极管处于微导通状态。       从检波电路中可以看出高频滤波电容C接在检波电路输出端与地线之间由于检波电路输出端的三种信号其频率不同加上高频滤波电容C的容量取得很小这样C对三种信号的处理过程不同。()对于直流电压而言电容的隔直特性使C开路所以检波电路输出端的直流电压不能被C旁路到地线。()对于音频信号而言由于高频滤波电容C的容量很小它对音频信号的容抗很大相当于开路所以音频信号也不能被C旁路到地线。()对于高频载波信号而言其频率很高C对它的容抗很小而呈通路状态这样惟有检波电路输出端的高频载波信号被C旁路到地线起到高频滤波的作用。       如图所示是检波二极管导通后的三种信号电流回路示意图。负载电阻构成直流电流回路耦合电容取出音频信号。图检波二极管导通后三种信号电流回路示意图 .故障检测方法及电路故障分析       对于检波二极管不能用测量直流电压的方法来进行检测因这这种二极管不工作在直流电压中所以要采用测量正向和反向电阻的方法来判断检波二极管质量。       当检波二极管开路和短路时都不能完成检波任务所以收音电路均会出现收音无声故障。.实用倍压检波电路工作原理分析       如图所示是实用倍压检波电路电路中的C和VD、VD构成二倍压检波电路在收音机电路中用来将调幅信号转换成音频信号。电路中的C是检波后的滤波电容。通过这一倍压检波电路得到的音频信号经耦合电容C加到音频放大管中。图实用倍压检波电路检波二极管的作用检波(也称解调)二极管的作用是利用其单向导电性将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来广泛应用于半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中其工作频率较高处理信号幅度较弱。常用的国产检波二极管有AP系列锗玻璃封装二极管。常用的进口检波二极管有NA、N等。检波二极管的工作原理检波二极管具有结电容低工作频率高和反向电流小等特点传统上用于调幅信号检波。工作原理如下:调幅信号是一个高频信号承载一个低频信号调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号。如在每个信号周期取平均值其恒为零。若将调幅信号通过检波二极管由于检波二极管的单向导电特性调幅信号的负向部分被截去仅留下其正向部分此时如在每个信号周期取平均值(低通滤波)所得为调幅信号的波包(envelope)即为基带低频信号实现了解调(检波)功能。锗材料点接触型、工作频率可达MHz正向压降小结电容小检波效率高频率特性好为AP型。类似点触型那样检波用的二极管除用于检波外还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。检波二极管的选用检波二极管一般可选用点接触型锗二极管例如AP系列等。选用时应根据电路的具体要求来选择工作频率高、反向电流小、正向电流足够大的检波二极管。虽然检波和整流的原理是一样的而整流的目的只是为了得到直流电而检波则是从被调制波中取出信号成分(包络线)。检波电路和半波整流线路完全相同。因检波是对高频波整流二极管的结电容一定要小所以选用点接触二极管。能用于高频检波的二极管大多能用于限幅、箝位、开关和调制电路。检波二极管的代换检波二极管损坏后若无同型号二极管更换时也可以选用半导体材料相同主要参数相近的二极管来代换。在业余条件下也可用损坏了一个PN结的锗材料高频晶体管来代用。一、检波二极管的结构及特性把PN结的P区和N区各接一条引线再封装起来就为一个半导体二极管。与P区相连的引线为正极与N区相连的引线为负极。检波二极管是由锗半导体材料制成的采用点接触型二极管结构如图所示。由于点接触结构的原因它的接触面积小不能通过大的电流但它的结电容也较小频率特性好适用于高频信号的检波。检波二极管广泛应用于收音机、电视机、收录机及通信设备中。检波二极管的检波一般是对高频小信号而言的因此它是利用二极管的单向导电特性进行的。图所示为检波二极管(锗二极管)的电压与电流的关系曲线又称为伏安特性曲线。当给二极管两端加上正电压时就会产生正向电流。当正向电压比较小时二极管呈现的电阻较大。当正向电压超过一定数值时二极管的电阻变得很小电流会急剧上升。锗二极管的起始导通电压较小约为.V。当给二极管加反向电压时仅有很小的反向电流而且该电流并不随反向电压的增长而变化这种情况下的电流称为反向饱和电流。当反向电压加到一定值后反向电流会突然增大出现击穿现象。二、锗检波二极管的常用特性参数   正向电压降VF:检波二极管通过额定正向电流时在极间产生的电压降。额定正向电流IF:在规定的使用条件下允许通过的最大工作电流。最高反向工作电压VR:它等于半导体二极管击穿电压的/。击穿电压VB:是指二极管在工作中能承受的最大反向电压它也是使二极管不致反向击穿的电压极限值。零点结电容C:二极管在零偏置下的总电容量。检波效率η:在二极管输入端加上.MHz正弦电压时在输出端上的直流电压与输入端的峰值电压之比。三、AP系列检波二极管AP系列检波二极管为点接触锗二极管它的外形如图所示其主要特性参数见表。四、检波二极管应用电路   .收音机检波电路收音机检波电路的任务是将kHz中频调幅信号还原为音频信号。图为两种常用的收音机检波电路中频电路采用PNP型半导体二极管时其检波电路如图(a)所示采用NPN型半导体二极管时其电路如图(b)所示。检波电容C的电容值一般为pF.μF。电位器RP为检波负载其阻值一般取.kΩ。Rl与C是为更好地滤掉残余中频部分而设置的阻容滤波器R取~ΩC取.μF。自动增益AGC的电压是利用检波输出电压直流成分的一部分加到控制管基极来完成的。.调频、调幅收音机检波及鉴频电路图.是一个调频、调幅收音机共用的检波、鉴频电路其VT是中放的末级电路。中频变压器T调谐于.MHz调频波的中频T调谐于kHz调幅波的中频。T的输出端与比例鉴频器电路耦合通过鉴频电路解调出调频波中的音频信号。T的输出端与二极管检波电路耦合通过检波电路解调出调幅波中的音频信号。S为调频、调幅选择开关。.来复式收音机中的检波电路图所示是来复式收音机电路其中VD和VD组成倍压检波电路C为高频滤波电容器。检波后得到的低频信号再加到VT的输出端再作一次低频放大然后送给耳机。PAGE

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