從調(diào)幅波中檢出低頻信號(hào)的過程也是一個(gè)頻譜變換過程。要完成這一變換,必須使用非線性元件。為了從變換后產(chǎn)生的多種頻率成份中,取出低頻信號(hào),并將不需要的成份濾掉,檢波器的負(fù)載應(yīng)具有低通濾波器的特性。因此,檢波器是由非線性元件和具有低通濾波器特性的負(fù)載組成。濾波電容數(shù)值的選擇應(yīng)使高頻時(shí)近于短路,低頻時(shí)近于開路。
目前應(yīng)用最廣泛的是二極管檢波器,因?yàn)樗哂芯€路簡(jiǎn)單,大信號(hào)輸入時(shí)非線性失真小等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)調(diào)幅信號(hào)的大小,可分為大信號(hào)直線性檢波和小信號(hào)平方律檢波兩種方式。
當(dāng)檢波器的輸入調(diào)幅信號(hào)幅度較?。ā?.2v時(shí)的檢波稱為小信號(hào)平方律檢波。其特點(diǎn)是二極管運(yùn)用在伏安特性曲線的彎曲部分,而且在整個(gè)信號(hào)周期內(nèi)二極管總是導(dǎo)通的。小信號(hào)平方律檢波的原理電路如圖z0909所示,圖中d是檢波二極管,c2rl是檢波負(fù)載,e為外加直流偏壓,以提高二極管d的工作點(diǎn)q的位置。ua是調(diào)幅信號(hào),其包絡(luò)線的最大幅度小于e 。
顯然,在這一輸入信號(hào)作用下,流過二極管的電流波形是失真的如圖z0910所示。
這一失真波形中包含有低頻電流im(iω),如圖中實(shí)線(平均電流)所示,它的形狀與輸入已調(diào)波電壓ua的包絡(luò)線形狀基本一致,因此,用電容c2將高頻成份濾掉后,負(fù)載r上就得到了低頻信號(hào)u0。
從頻譜變換的角度來分析上述檢波過程,二極管在工作點(diǎn)q附近的電壓、電流仍有式gs0901的關(guān)系。
設(shè)輸入調(diào)幅電壓為:
將ua代入式gs0901經(jīng)整理,得:
上式表明,檢波電流i0中包含有直流分量、低頻分量(ω和2ω)及高頻分量(ω0、ω0±ω、2ω0和2ω0±2ω)。當(dāng)通過濾波電容和隔直電容去掉高頻和直流分量后,檢出低頻分量為:
由上式可知,檢波的低頻分量的幅度與載波電壓振幅的平方成正比,因此、這種檢波稱為平方律檢波。
檢出的低頻分量中還有二次諧波2ω而且無法濾掉,所以,這種檢波有較大的非線性失真。
二極管小信號(hào)平方律檢波由于失真大,效率低,輸入阻抗小等缺點(diǎn),所以在現(xiàn)代通訊和廣播接收機(jī)中已很少使用。但因它具有線路簡(jiǎn)單,能對(duì)很小的信號(hào)檢波,以及檢波輸出電流與輸入載波電壓幅度的平方(即與輸入信號(hào)的功率)成正比等優(yōu)點(diǎn),因而,在無線電測(cè)量?jī)x表中得到較為廣泛的應(yīng)用。