二极管检波电路设计

本科生课程设计（论文）

目 录

第1章 二极管检波电路设计方案论证................................................................. 1

1.1检波的定义................................................................................................ 1

1.2二极管检波电路原理................................................................................ 1

1.3二极管检波电路设计的要求及技术指标................................................ 1

第2章 对二极管检波电路各单元电路设计......................................................... 2

2.1检波器电路设计检波器电路.................................................................... 2

2.1.1检波器电路原理及工作原理........................................................ 2

2.1.2检波器质量指标............................................................................ 3

第3章 二极管检波电路整体电路设计及仿真结果............................................. 4

3.1 整体电路图及工作原理........................................................................... 4

3.3电路仿真图形............................................................................................ 4

第4章 总结............................................................................................................. 5

参考文献................................................................................................................... 6

元器件清单............................................................................................................... 7

第1章 二极管检波电路设计方案论证

1.1检波的定义

广义的检波通常称为解调，是调制的逆过程，即从已调波提取调制信号的过程。对调幅波来说，是从它的振幅变化提取调制信号的过程；对调频波来说，是从它的频率变化提取调制信号的过程；对调相波来说，是从它的相位变化提取调制信号的过程。

狭义的检波是指从调幅波的包络提取调制信号的过程。因此，有时把这种检波称为包络检波或幅度检波。图1-20-21出了表示这种检波的原理：先让调幅波经过检波器（通常是晶体二极管），从而得到依调幅波包络变化的脉动电流，再经过一个低通滤波器滤去高频成分，就得到反映调幅波包络的调制信号

1.2二极管检波电路原理

调幅波信号是二极管检波电路的输入，由于二极管只允许单向导电，所以，如果使用的 是硅管，则只有电压高于0.7V的部分可以通过二极管。同时，由于二极管的输出端连接了一个电容，这个电容与电阻配合对二极管输出中的高频信号对地短路，使得输出信号基本上就是AM信号包络线。电容和电阻构成的这种电路功能叫做滤波。

1.3二极管检波电路设计的要求及技术指标

1．对常规调幅信号进行二极管检波解调并仿真，能够观察输入输出波形。

2．根据电路结果求出电压利用系数

3．判断设计的电路是否能够产生失真

参数：常规调幅信号调幅系数为0.5，输入信号载波频率10000HZ，载波电压100mV左右。

第2章 对二极管检波电路各单元电路设计

2.1检波器电路设计检波器电路

2.1.1检波器电路原理及工作原理

图2.1 工作原理图

此图为大信号二极管峰值包络检波器电路，他是由信号源，二极管和低通滤波器串联组成。电路的两个作用：一是作为检波器的负载，在其两端输出调制信号电压；二是起载频滤波作用。

该检波器工作在大信号状态，输入信号电压要大于0.5V，通常在1伏左右。故这种检波器的全称为二极管串联型大信号峰值包络检波器。电流规律如下图。

图2.2 电流规律

2.1.2检波器质量指标

1）电压传输系数

衡量一个检波器检波效率的一个参数是电压传输系数Kd。它定义为检波器的音频输出电压VΩ与输入调幅波包络振幅ma Vim之比，即Kd=V

ΩVim，式子中Vim为调幅波的载波振幅

由仿真实验得Kd=0.856

2）失真

理想情况下，包络检波器的输出波形应与调幅波包络线的形状完全相同。但实际上，二者之间总会有一些差别，亦即检波器输出波形有某些失真。

a惰性失真

这种失真是由于负载电阻R与负载电容C的时间常数RC太大所引起的。在二极管截止期间,电容C两端电压vc下降的速度取决于RC的时常数。为了避免产生惰性失真,必须在任何一个高频周期内,使vc变化的速度比高频电压包络变化的速度快,即

间,vc约等于Vim，所以

A值是t的函数。在t为某一数值

时，A值最大，等于Amax，只要Amax小于1则不管t为何值，惰性失真都不会发生。当Ω=Ωmax时，Amax最大

则不产生惰性失真的条件是

式中ma是调制系数，

Ωmax是检波信号的最高调制角频率。

b负峰切割失真

这种失真是由于检波器的直流负载电阻R与交流(音频)负载电阻不相等,而且调幅度ma又相当大时引起的。

二极管停止导通的瞬ma

图2.3 负峰切割失真电路图

第3章 二极管检波电路整体电路设计及仿真结果

3.1 整体电路图及工作原理

图3.1二极管包络检波器仿真实验电路

在设计电路时要考虑选择性和通频带的要求,保证输出的高频波纹小,减小频率失真,避免惰性失真和负峰切割失真。

在选择二极管时要选择正向电阻小、反向电阻大、结电容小最高工作频率高的二极管。电阻R的选择,主要考虑输入电阻及失真的问题,同时考虑对Kd的影响.容C不能太大,以防止惰性失真:C太小又会使高频波纹大,应使RC>>Tc。

3.2电路仿真图形

图3.2仿真波形图

仿真结果如上图所示，常规调幅信号条幅系数为0.5，输入信号载波频率10000HZ，载波电压100mV左右，仿真结果和技术要求的参数基本一致。

第3章 二极管检波电路整体电路设计及仿真结果

3.1 整体电路图及工作原理

图3.1二极管包络检波器仿真实验电路

在设计电路时要考虑选择性和通频带的要求,保证输出的高频波纹小,减小频率失真,避免惰性失真和负峰切割失真。

在选择二极管时要选择正向电阻小、反向电阻大、结电容小最高工作频率高的二极管。电阻R的选择,主要考虑输入电阻及失真的问题,同时考虑对Kd的影响.容C不能太大,以防止惰性失真:C太小又会使高频波纹大,应使RC>>Tc。

3.2电路仿真图形

图3.2仿真波形图

仿真结果如上图所示，常规调幅信号条幅系数为0.5，输入信号载波频率10000HZ，载波电压100mV左右，仿真结果和技术要求的参数基本一致。

第4章 总结

通过这次高频电子线路的设计，我掌握了设计一个高频电路的基本方法和基本步骤，实际解决了设计中出现的问题，增强了寻找问题，解决问题的能力,使我对高频电子线路这门课程有了更深一步的了解和掌握.此次设计的成功不仅帮助我们更好地掌握书本知识，尤其重要的是增强了我们的自信，培养了我们独立思考的能力！本学期我学习了高频电路的知识，对高频有了较深了理解。熟悉了很多电路的作用及用途。利用我所学的知识设计这样一个电路，有一定难度。在使用EWB的仿真测试时,我了解了该软件的原理与使用方法，为我们以后的实践打下了坚实的基础。本设计中的大部分内容都是利用上课老师所讲的知识结合课本设计出来的。在设计此电路中我也学到了不少的知识，本设计可能有许多不足的地方需要改进。在本次设计过程中，我始终认认真真，真正做到每个字，每个图都尽可能尽善尽美，为以后的课程设计和毕业设计都打下良好的基础，让自己学到的知识日益完善。

这次课设，充分的锻炼了我们的动手能力。使我了解了设计电路的程序，也使我掌握了关于二极管检波的原理和设计理念。通过EWB的仿真使我了解了该软件的原理与使用方法，为我们以后的实践打下了坚实的基础。

学生签字:

参考文献

[1] 张肃文 高频电子线路第五版 高等教育出版社 2009

[2] 杨金法 彭虎 非线性电子线路 电子工业出版社 2013

[3] 王皑 电子线路仿真 西安电子科技大学出版社 2010

[4] 富山忠宏 晶体管实用电路 科学出版社 2011

[5] 李新平 实用电子仿真技术 机械工业出版社 2013

[6] 曾兴雯 陈健 高频电子线路辅导 西安电子科技大学出版社

[7] 戴峻浩 高频电子线路指导 国防工业出版社 2010

2009

元器件清单

附表

字段名称

电容

电解电容

电阻

滑动变阻器

二极管

电源

数据类型 0.033 10 560 510 5 100 AM NULL 非空 非空 非空 非空 非空 非空 大小 uf uf O KO 3V/200KH/1KH 个数 2 1 各1个 各1个 1 1