当检波器的输入调幅信号幅度较大(大于0.5V)时的检波称为大信号检波。其特点是二极管运用在伏安特性曲线的线性部分,虽然输入调幅信号的幅度较大,但在整个周期内二极管不总是导通的。图Z0911是大信号二极管直线性检波原理电路。图中D为检波二极管,一般
采用点接触型锗二极管(2
AP系列),它们具有正向电阻小,反向电阻大,结电容小等特点。
当调幅信号输入时,调幅信号正半周的包络线则全部落在二极管特性的线性区,从而保证了检波电流与输入信号电压的幅度成线性关系,实现了它们包络线完全一致的结果。这一原理如图Z0912所示。
应该明确,大信号直线性检波还是运用了二极管的整个特性,亦即运用了二极管的非线性,否则是无法实现检波的。
由图Z0911可见,调幅信号
ua加到检波器输入端,在信号正半周时,
二极管导通,所形成的电流
iD的一部分向
电容器C充电,另一部分则流向负载
R通常
R远大于二极管的正向电阻
rD,即:
R>>
rD,因此,
iD的大小主要决定于充电电路的电阻
r(二极管的内阻和信号源的内阻)。因为这个电阻很小,所以充电时间常数
rC很小,
iD很大,电容两端的电压
uC,即输出电压
uO很快上升接近于输入高频电压的峰值。
uC对于二极管来说是个反向电压,因此,
ua在由峰值下降到
ua<
uC时,二极管截止,这时电容开始通过电阻
R放电。由于
R=
r,放电时间常数
RC远大于高频电压的周期,因此,
uC来不及下降多少,下一个周期又将到来。当
ua上升至
ua>
uC时,二极管再次导通,又一次使电容充电到接近于高频电压的峰值。如此反复循环,便得到图Z0912所示锯齿状输出电压波形。可以看出,这个电压波形与调幅波的包络线相似。实际上,由于载波频率远大于调制波频率,检波器输出的波形比图示波形要光滑得多。由图Z0912还可以看出,输出电压中含直流分量,低频分量和高频分量。直流分量可由耦合电容隔开;高频分量很小
(图中的锯齿形状),所以,检波器的输出电压主要是低频分量,这个分量随输入调幅波包络线的规律变化,也就是原调制信号的再现,从而达到了检波的目的。
为了提高检波器的性能,减小失真,
RC值应取得较大,通常要求
Tm(调制信号周期)>>
RC1>>
TC(载波信号周期),但
RC1取值也不能太大,否则会因放电太慢而发生对角线切割失真,如图Z0914所示。在收音机中
R常取2~10kΩ,
C常取5100
pF~0.01
μF。
大信号直线性检波的失真小,因而被广泛地应用到通讯和广播接收机中。
◆ 接收机中常用的检波电路 图Z0914是接收机常用的检波电路。中频调幅信号
ua(
f=465kHz),经中频变压器
Tr(次级线圈L)加到检波器输入端,经二极管检波后,残余的中频分量由
C1
、C2
、R组成的滤波电路滤除。电位器
RW上将获得检波后的直流和音频分量,再经隔直电容
C3将音频信号耦合到低放级加以放大。