平方律检波

通信原理名词

工程实际中，有一类信号叫做调幅波信号，这是一种用低频信号控制高频信号幅度的特殊信号。为了把低频信号取出来，需要专门的技术，叫做检波技术。其中一种应用较为广泛的是二极管检波技术，因为它具有线路简单，大信号输入时非线性失真小等优点。根据调幅信号的大小，可分为大信号直线性检波和小信号平方律检波两种方式。平方律检波是一种非线性过程，检波器输出信号与输入信号的震荡包络的瞬时值的平方近似的成正比。

简介

从调幅波中检出低频信号的过程也是一个频谱变换过程。要完成这一变换，必须使用非线性元件。为了从变换后产生的多种频率成份中，取出低频信号，并将不需要的成份滤掉，最终实现检波，检波器的负载应具有低通滤波器的特性。因此，检波器是由非线性元件和具有低通滤波器特性的负载组成。滤波电容数值的选择应使高频时近于短路，低频时近于开路。

平方律检波是在解调的时候，通过平方运算来获取两倍频率的信号，然后经过带通滤波去掉直流成分，再通过分频器得到与发射机载波相同频率的信号，最终通过相干解调就可以获取原始信号。

分类

在调幅波的检波技术中，包括了：峰值包络检波技术、平方律检波技术、平均值包络检波技术和同步检波技术几种。其中峰值包络检波技术、平方律检波技术、平均值包络检波技术适用于解调AM波信号，而同步检波技术则适用于解调AM、SSB、DSB信号。

原理

以应用最为广泛的二极管检波电路为例叙述。

当检波器的输入调幅信号幅度较小（≤0.2V）时的检波称为小信号平方律检波。其特点是二极管运用在伏安特性曲线的弯曲部分，而且在整个信号周期内二极管总是导通的。小信号平方律检波的原理电路如图1所示，图1中D是检波二极管，C2、RL是检波负载，E为外加直流偏压，以提高二极管D的工作点Q的位置。ua是调幅信号，其包络线的最大幅度小于E 。

显然，在这一输入信号作用下，流过二极管的电流波形是失真的如图2所示。

这一失真波形中包含有低频电流Im（IΩ），如图2中实线（平均电流）所示，它的形状与输入已调波电压ua的包络线形状基本一致，因此，用电容C2将高频成份滤掉后，负载RL上就得到了低频信号u0。

从频谱变换的角度来分析上述检波过程。设输入调幅电压为：

将ua代入二极管在工作点Q附近的电压、电流关系式中，经整理

上式表明，检波电流i0中包含有直流分量、低频分量（ω和2ω）及高频分量（ω0、ω0±ω、2ω0和2ω0±2ω）。当通过滤波电容和隔直电容去掉高频

和直流分量后，检出低频分量为：

由上式可知，检波的低频分量的幅度与载波电压振幅的平方成正比，因此、这种检波称为平方律检波。

检出的低频分量中还有二次谐波2ω而且无法滤掉，所以，这种检波有较大的非线性失真。

二极管小信号平方律检波由于失真大，效率低，输入阻抗小等缺点，所以在现代通讯和广播接收机中已很少使用。但因它具有线路简单，能对很小的信号检波，以及检波输出电流与输入载波电压幅度的平方（即与输入信号的功率）成正比等优点，因而，在无线电测量仪表中得到较为广泛的应用。

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