精密检波电路

半波/全波精密整流电路概述
整流：把交流电变为单向脉动电，称为整流，若能把微弱的交流电转换成单向脉动电，则称为精密整流或精密检波，此电路必须由精密二极管(由运放和二极管组成)来实现。

在图（a）所示的半波整流电路中，由于二极管的伏安特性如图(b)所示，当输入电压u I幅值小于二极管的开启电压U on时，二极管在信号的整个周期均处于截止状态，输出电压始终为零。

即使u I幅值足够大，输出电压也只反映u I大于U on的那部分电压的大小。

因此，该电路不能对微弱信号整流。

2. 精密整流二极管电路见图
三. 精密全波整流(绝对值电路)
在半波精密整流电路中，当u I>0时，u O=-Ku I(K>0)，当u I<0时，u O=0。

若利用反相求和电路将-Ku I与u I负半周波形相加，就可实现全波整流。

分析由A2所组成的反相求和运算电路可知，输出电压
故此图也称为绝对值电路。

当输入电压为正弦波和三角波时，电路输出波形分别如图所示。

高频电子线路课程设计说明书晶体管检波电路设计学生姓名：指导教师：专业：班级：完成时间：摘要包络检波电路有很多种，无源的有二极管检波，有源的有三极管、运放等；还有单向检波、桥式检波、同步检波等等。

最简单的，也是用得最多的就是二极管和三极管。

若之前用三极管检波可以实现，那么还是用三极管的吧。

要检查几个方面：1、输入信号的幅度是否足够大，电流回路是否完整；2、三极管的偏置应是微导通或略低于导通，保证单向性；3、输出信号需滤波，幅度应符合后级使用要求，否则应加以放大。

用二极管检波也无不妥，要检查几个方面：1、输入信号的幅度是否足够大，要保证使二极管导通，并注意电流回路是否完整；2、给二极管加偏压，使之微导通，保证正向波形电压顺利通过、反向波形被截止，波形完整；3、检波后的信号需滤波，幅度应符合后级使用要求，否则应加以放大。

检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件，它具有较高的检波效率和良好的频率特性。

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2AP系列锗玻璃封装二极管。

常用的进口检波二极管有1N34/A、1N60等。

关键词：检波；二极管；频率特性；包络检波目录第一章系统分析 (3)1.1设计课题任务和技术指标 (3)1.2基本原理 (3)第二章设计课题的仿真分析晶体管检波电路虚拟实现 (8)2.1设计课题的参数选择 (8)2.2晶体三极管混频器设计及课题的仿真结果 (9)2.3 软件仿真中出现的问题及解决方法 (11)第三章硬件电路组装调试 (12)3.1 使用主要仪器和仪表 (12)3.2 测试电路的方法和技巧 (12)3.3 测试数据 (12)3.4 调试中出现的故障 (12)第四章电路总结 (12)第五章元器件清单 (13)第六章收获和体会 (15)参考文献 (16)第一章 系统分析1.1设计课题任务和技术指标1、模块电路设计（采用Multisim 软件仿真设计电路） 1）采用晶体管完成一个振幅解调电路的设计 2）AM 信号m<0.8 3）音频信号kHZ F 5max4）电压传输系数>0.5, 2、高频电路制作、调试HM108-2 AM 收音机的制作、调试、使用和故障的排出。

差动变压器精密绝对值检波电路的研究柏受军;王鸣;杨元园【摘要】Detection circuit is the key to conditioning circuits of linear variable differential transformer displacement sensor. On the basis of the analysis of disadvantages of the traditional rectification circuit, precision absolute value detection circuit is designed. Circuit simulation and experimental results show that, stability and linearity of LVDT are improved by using precise absolute circuit.%检波电路是差动变压器位移传感器调理电路中的关键部分，在分析常用全波整流电路缺点的基础上，设计精密绝对值检波电路，并成功应用于传感器调理电路中．电路仿真和实验结果表明，利用精密绝对值电路町以提高差动变压器的线性度和稳定度．【期刊名称】《安徽工程大学学报》【年(卷),期】2012(027)003【总页数】4页(P48-51)【关键词】绝对值电路;差动变压器;位移传感器;检波电路【作者】柏受军;王鸣;杨元园【作者单位】安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TP212位移测量是测控系统中一种最基本的测试工作，在众多位移传感器中，差动变压器式位移传感器是测量中等位移时应用最广泛的一种传感器，它具有结构简单，测量线性范围大，测量电路可靠，较好的分辨力和灵敏度，以及较低的价格等优点.差动变压器式位移传感器（差动变压器）是通过把被测位移量的变化转换成线圈互感的变化，实现位移的测量.差动变压器输出的是一个随衔铁位移变化的调幅波［1－2］，为了从输出的调幅波中解调出位移信号，常用的检波电路有二极管电桥全波整流电路和由运算放大器构成的全波精密整流电路，但是，前者对微弱信号检波时会产生较大误差，后者对大信号检波时会产生饱和现象.本文设计的精密绝对值电路既可以精确地对微弱信号检波，又可以做到对大信号检波的不失真，这对于适应量程范围变化很大的差动变压器系列产品有着重要意义.电路仿真和实验结果表明，采用设计的精密绝对值检波电路可以提高差动变压器的线性度和稳定性.1 差动变压器结构和工作原理螺管式差动变压器的结构示意图如图1所示，在圆形空心骨架上平绕初级线圈，两组次级线圈绕在初级线圈的外面，为了改善传感器的线性度，次级线圈一般采用台阶式绕法.根据变压器原理，当初级线圈加上一定频率的正弦波或方波激励信号e1，两组次级线圈就会输出感应电压e21、e22，移动衔铁位置改变初、次级线圈之间的互感系数，次级线圈输出的感应电压大小将发生变化，因此，差动变压器输出的是一个随衔铁位移变化的调幅波.为了从调幅波中还原出原来的位移信号，需要对传感器的输出进行解调（即检波）、放大和滤波，根据需要转换成便于处理和传输的电压或电流信号，使输出的电压或电流不但能够正比于铁芯的位移，而且还能反映铁芯的移动方向［3］.图1 差动变压器式位移传感器结构示意图2 常用全波整流电路及存在的问题从传感器输出的调幅波包络中提取调制信号，即衔铁的位移信号，先要对调幅波进行整流，得到调幅波包络变化的脉动电流，再以低通滤波器滤除高频分量，便可得到调制信号.整流电路一般利用二极管的单向导电性，将交流转换成脉动直流的. 2.1 二极管电桥全波整流电路图2a是常用的二极管电桥全波整流电路，图2b是利用PSPICE电路仿真软件对该电路进行仿真的波形，仿真时uI1取振幅为1V，频率为1KHz正弦波，二极管选取D1N4148.图2b的上图为输入波形，下图为输出波形，从输出波形可以看出有一段明显的死区，即当输入电压较小时，输出电压始终为0V.即使输入电压较大时，输出电压波形和输入电压正半周波形也不完全重合，两者相差两个二极管开启电压之和.这是由于二极管存在开启电压Uon，当输入电压幅值小于二极管开启电压Uon时，二极管均处于截止状态，输出电压始终为零.即使输入电压幅值足够大，输出电压也只反映输入电压大于Uon的那部分电压大小.因此，将该电路用于微弱信号检波时会产生较大的误差.图2 二极管电桥全波整流电路及其仿真波形2.2 全波精密整流电路为了消除二极管开启电压对微弱信号整流的影响，将二极管接入运算放大器的负反馈通路中，构成全波精密整流电路［4］如图3a所示.图3b是在频率为1KHz、振幅为1V的正弦交流电激励下的仿真波形，从仿真波形可以看出，输出波形没有出现图2b中明显的死区现象，且整流后的波形幅值没有明显减小，因而该电路明显减小了对微弱信号整流的影响.但是，该电路有个缺陷，就是当输入电压幅值较大时，输出会出现饱和现象［5－6］.图3c是在频率为1KHz、振幅为8V的正弦交流电激励下的仿真波形，可以看出仿真波形有明显的饱和现象.图3 全波精密整流电路及其仿真波形3 精密绝对值电路设计在差动变压器式位移传感器系列产品中，量程范围较宽，量程小的传感器次级线圈输出的电压较小，而大量程的传感器次级线圈输出的电压又特别大.为了提高检波精度，差动变压器检波电路采用了如图4a所示的精密绝对值电路.电路有3个部分组成，运放U1构成电压跟随器，起阻抗匹配的作用，抑制信号源和电缆电阻引起的误差.U2、R1、R2、D1、D2 构成反相的精密半波整流电路.U3、R3、R4、R5 构成2输入的反相求和运算电路.根据电压跟随器的性质，可知当uA＞0时，运放U2输出小于0，从而导致二极管D2导通，D1截止，因此当uA＜0时，运放U2输出大于0，从而导致二极管D1导通，D2截止，uB＝0.即根据反相求和运算电路，可得将式（1）和式（3）代入式（4），得为了使输出和输入满足式（6）的关系，电路中各电阻值要满足成比例配对，即R2∶R1＝1∶1，R5∶R3＝1∶1，R5∶R4＝2∶1.简单的方法是使用电位器，调整电阻的比值，但这种方法不能改善温度系数，而温度系数是高精度电路中的一个重要指标.为此，电路中使用了允许误差和温度系数成对性好的薄膜电阻排，可以有效解决这种矛盾.电路中的运算放大器使用了高精度OP放大器OP07.图4b是该绝对值电路在频率为1KHz，振幅为1V的正弦交流激励下的仿真波形，图4c是该绝对值电路在频率为1KHz，振幅为10V的正弦交流激励下的仿真波形，可以看出该电路没有出现小信号作用下输出的死区现象，也没有出现大信号激励下的饱和失真现象.图4 精密绝对值电路及其仿真波形4 应用与实验为了测试设计的精密绝对值电路的性能，设计含有检波电路的传感器调理电路，其原理框图如图5所示.测试用的传感器选择 WY－5D交流位移传感器，用频率为2KHz的方波信号进行激励，两组次级线圈输出电压分别检波后差动输出，再通过二阶低通滤波电路输出标准的电压信号.传感器位移的测量选用JDY－2型光学测长仪，输出电压的测量选用FLUKE45数字电压表（5位半）.表1是采用二极管电桥电路为检波电路后输出电压与位移的测量值，表2是采用本文设计的精密绝对值电路为检波电路后输出电压与位移的测量值.利用端点拟合法计算传感器线性度，前者为0.15%，后者可达到0.08%.实测结果表明，用精密绝对值检波电路测量的传感器线性度明显优于用二极管电桥全波整流检波电路.测试过程中发现，如果二极管电桥检波电路使用同一批次二极管，两种电路的温漂性能差别不大，但是，用不同批次的二极管，用精密绝对值检波电路的传感器温漂性能要好于用二极管电桥检波电路的传感器温漂性能.表3是用精密绝对值检波电路进行测试的传感器温度漂移数据，传感器的热灵敏度漂移达到40ppm/℃.图5 传感器测试调理电路原理框图表1 用二极管电桥检波电路的传感器测试结果距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv－5 －5 000.0－4 －4 011.3－2 －2 015.3－1 －1 009.5 1 1 005.3 2 2 014.5 4 4 012.8 5 5 003.0－3 －3 010.7003 3 009.6表2 用精密绝对值检波电路的传感器测试结果距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv－5 －5 000.0－4 －4 004.5－2 －2 007.3－1 －1 001.5 1 1 002.5 2 2 006.8 4 4 005.6 5 5 000.0－3 －3003.1003 3 004.5表3 用精密绝对值检波电路的传感器温漂测试结果距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv 距离/m 实测值/mv 11 －4 500.0 15 －4 502.1 25 －4 506.0 30 －4 507.9 40 4 511.7 45 4 514.0 55 4 517.8 60 4 519.6 20 －4 503.935 4 509.550 4 516.35 结论通过分析常用的两种全波整流及其存在问题的基础上，设计了精密绝对值电路，并将其用于差动变压器检波电路中.从电路仿真和实验结果看，精密绝对值电路能够满足传感器转换电路的设计要求，并已经成功应用于某系列位移传感器调理电路中. 参考文献：［1］张国雄，李醒飞.测控电路：第4版［M］.北京：机械工业出版社，2011：5－7.［2］谭定忠.传感器与测试技术［M］.北京：中央广播电视大学出版社，2002：112－119.［3］严钟豪，谭祖根.非电量电测技术：第2版［M］.北京：机械工业出版社，1999：74－83.［4］童诗白，华成英.模拟电子技术基础：第3版［M］.北京：高等教育出版社，2001：440－442.［5］袁海文，李荣源，张勇.一种有源绝对值电路的缺陷分析和改进［J］.电工技术杂志，2001（1）：50－51.［6］陈国庆，方康玲，刘宇.一种精密有缘绝对值电路的改进与应用［J］.武汉科技大学学报，2005，28（4）：369－371.。

检波电路原理检波电路是一种常见的电子电路，用于从调制信号中提取出基带信号。

它在通信系统、无线电接收机、音频处理等领域都有着广泛的应用。

在本文中，我们将深入探讨检波电路的原理及其工作方式。

首先，让我们来了解一下检波电路的基本原理。

检波电路的主要作用是将调制信号中的信息信号提取出来，通常是通过去除载波信号来实现的。

根据不同的调制方式，检波电路可以分为调幅检波、调频检波和调相检波等不同类型。

不同类型的检波电路在工作原理上会有所不同，但其基本原理都是对调制信号进行解调，提取出原始的信息信号。

接下来，我们将重点介绍调幅检波电路的原理。

调幅检波电路主要用于解调调幅调制信号，其基本原理是利用非线性元件的特性来实现。

最常见的调幅检波电路是二极管检波电路。

二极管的导通特性使其能够将高频载波信号去除，从而得到原始的调制信号。

通过合理设计电路结构和参数，可以实现高效的调幅检波效果。

除了调幅检波电路，调频检波和调相检波电路也有着各自独特的原理和工作方式。

调频检波电路主要用于解调调频调制信号，其原理是利用频率-相位特性来实现信号解调。

而调相检波电路则是用于解调调相调制信号，其原理是通过比较相位差来提取信息信号。

在实际应用中，检波电路的性能对信号解调质量有着重要影响。

因此，在设计检波电路时，需要考虑到非线性失真、噪声干扰、频率偏移等因素，以确保其能够稳定、高效地工作。

此外，随着电子技术的不断发展，各种新型的检波电路也不断涌现，如数字检波电路、混合信号检波电路等，它们在提高检波精度、抑制干扰等方面具有独特优势。

总的来说，检波电路作为一种重要的电子电路，在现代通信和无线电领域有着广泛的应用前景。

通过深入理解其原理和工作方式，我们可以更好地应用检波电路，提高信号解调的质量和效率，推动电子技术的发展。

希望本文对您了解检波电路的原理有所帮助，谢谢阅读！。

实验八半波/全波精密检波整流电路一、实验目的：了解精密半波/全波检波整流电路的工作原理；了解精密半波/全波检波整流电路正常工作的条件。

二、实验内容：2.1 精密半波检波整流电路是一种由集成运算放大器构成的精密检波电路。

它是由半波整流器(如图8-1所示,由芯片UiA及其附属元件组成)和低通滤波器(如图8-1所示,由芯片UiB及其附属元件组成) 组成。

2.2 精密半波检波整流电路正常工作的条件：2.2.1 运放的输出电压大于二极管的正向电压。

即D1 和 D2 总是一个导通，另一个截止，这样电路就能正常检波。

2.2.2 电路所要求的最小输入电压峰值为Ud/Au (UD 为二极管的正向电压,Au=Rf/R1)。

实验电路图如下：8-1精密半波检波整流电路2.3 所需元件与设备：LF358两片;10K（棕黑橙）电阻5个;IN4148二极管两个;电容103一个;2.4 实验步骤：（1）按精密半波检波整流电路图接好线路；（2）接通电源，IN1输入正弦波，在DRVI中分别观察IN1点、OUT1两处的输出波形。

（3）当In1>0 时，Out1<0 ,D2导通，D1 截止，运放工作在深度负反馈状态。

（4）当In1< 0 时，Out1> 0 , D2截止，D1导通，构成反相比例放大器。

（5）把电路的两个二极管反向，观察输出波形。

（6）把In1输入换成调幅波，分别观察In1点、Out1两处的输出波形,同时与上面所做的正弦波时间的两处波形进行比较。

（7）在精密半波检波整流电路的基础上，加一级加法运算放大器，就组成了精密全波整流电路。

精密全波检波整流电路2.6 所需元件与设备：LF358两片;10K（棕黑黑红棕）电阻5个;IN4148二极管两个;电容103一个;2.7 实验步骤：（1）按精密全波检波整流电路图接好线路；（2）接通电源，In2输入调幅波，在DRVI中观测输出波形Out2（或用视波器进行观测）。

这种检波器的原理电路见图5.5-15A。

图中CL是负载电容，RL是负载电阻，RL与二极管VD并联，为VD电流中的平均分量提供通路。

鉴于RL与VD并接，故将这种电路称为并联型电路。

并联型电路具有与串联型电路相同的检波过程。

当VD导通时，U1向CL充电，充电时间常数为RDCL1当VD截止时，CL通过RL放电，放电时间常数为RLCL。

由图可见，RL 上的电压UO有很大的高频成分若加一切由RLCL组成的低通滤波器（图中用虚线表示）即可取出输出电压UO。

并联型电路具有电压传输系数比串联型电路低（由于低通滤波器的RL与CL两端所接电阻的分压损失），输入电阻R14也较低（R1D≈1/3HL）的缺点。

其优点是CL可以兼有隔直流电容的作用，电路较为简单。

故并联型电路一般用于需要、隔高频信号源中所含直流电压的电路中。

说明检波电路的工作原理检波电路的工作原理。

检波电路是一种电子电路，用于从调幅信号中提取出原始的调制信号。

它在无线电通信、音频处理和许多其他领域中都有广泛的应用。

在本文中，我们将深入探讨检波电路的工作原理，包括不同类型的检波电路及其应用。

1. 检波电路的基本原理。

在调幅调制中，原始信号（也称为基带信号）被调制到一个载波信号上，形成调幅信号。

检波电路的作用是从这个调幅信号中提取出原始的基带信号。

这是通过去除载波信号和恢复原始信号的过程实现的。

检波电路的基本原理是利用调幅信号的特性来实现这一过程。

调幅信号的幅度随着原始信号的变化而变化，因此可以利用这种幅度变化来提取原始信号。

检波电路可以分为几种不同的类型，每种类型都有其独特的工作原理和应用。

2. 常见的检波电路类型。

（1）整流检波电路。

整流检波电路是最简单的一种检波电路，它利用二极管的非线性特性来实现。

当调幅信号的幅度为正时，二极管导通，输出信号为正半周波。

当调幅信号的幅度为负时，二极管截止，输出信号为零。

整流检波电路适用于低频调幅信号的检测，但对于高频信号则不太适用。

（2）包络检波电路。

包络检波电路是一种更复杂的检波电路，它可以用来检测高频调幅信号。

包络检波电路的基本原理是将调幅信号转换为其包络信号，并通过滤波器来提取出原始信号。

这种检波电路适用于许多无线电通信系统中，尤其是在调幅广播中。

（3）同步检波电路。

同步检波电路是一种高级的检波电路，它可以用来提取出调幅信号中的原始信号和载波信号。

它的工作原理是利用一个参考信号来与调幅信号进行同步，从而恢复出原始信号和载波信号。

同步检波电路在许多通信系统中都有广泛的应用，尤其是在调幅调制解调器中。

3. 检波电路的应用。

检波电路在无线电通信、音频处理和许多其他领域中都有广泛的应用。

在无线电通信中，检波电路用于从调幅信号中提取出音频信号，以便进行解调和解码。

在音频处理中，检波电路用于从调幅信号中提取出原始音频信号，以便进行放大和处理。