第四章-檢波器

§4.6微波集成檢波器檢波器的工作原理

：檢波器是利用某些固態(tài)器件的非線性特性產(chǎn)生直流或低頻電流及電壓，用以檢測(cè)微波功率。典型微波檢波器原理圖檢波二極管檢波二極管多用PN結(jié)和肖特基勢(shì)壘二極管。檢波二極管等效電路。檢波管等效電路檢波二極管i-v特性如下I=I0(eav-1)=A0+A1V+A2V2+A3V3+…….將信號(hào)加到檢波二極管上，有哪些頻率信號(hào)輸出？考察A2項(xiàng)檢波器的工作原理該項(xiàng)由一個(gè)直流分量和一個(gè)高頻分量組成，它們正比于輸入信號(hào)的電壓平方值，即功率,而直流分量大小通過定標(biāo)即可表征微波信號(hào)功率大小。式中，是瞬時(shí)信號(hào)電壓，是載波頻率，是載波電壓幅度，是調(diào)制信號(hào)頻率，是調(diào)制指數(shù)，一般為0～1。以上分析的是單純的正弦信號(hào)，推而廣之，檢波器是用來提供包含輸入信號(hào)的“信息”的一個(gè)輸出信號(hào)，也就是說，包含信號(hào)的幅度或幅度的變化。如果檢波器輸入是一個(gè)調(diào)幅信號(hào)，情況又怎樣？輸入調(diào)幅信號(hào)：

檢波二極管i-v特性如下I=I0(eav-1)=A0+A1V+A2V2+A3V3+…….考察A2項(xiàng)頻譜里面包括項(xiàng)，即完成了解調(diào)工作檢波器主要技術(shù)指標(biāo)電流靈敏度：式中，是檢波器輸出端為短路時(shí)的檢波電流；是加在二極管上的微波信號(hào)功率。單位是A/W

電壓靈敏度：，單位是

式中，是檢波負(fù)載電阻上的電壓；是加在二極管上的微波信號(hào)功率。

視頻電阻：二極管對(duì)低頻信號(hào)，即檢波器輸出的視頻信號(hào)所呈現(xiàn)的阻抗。當(dāng)把二極管作為檢波器使用時(shí)，視頻電阻就是后級(jí)放大器輸入阻抗的設(shè)計(jì)依據(jù)。應(yīng)使后級(jí)視頻放大器輸入端與檢波器視頻電阻呈現(xiàn)最佳匹配。在較低的視頻情況下，二極管視頻電阻可以近似為，常用的檢波二極管視頻電阻在零偏置附近時(shí)大約是1～3。優(yōu)質(zhì)因數(shù)：反映探測(cè)接收機(jī)的靈敏度與噪聲特性的參數(shù)。檢波器的優(yōu)質(zhì)因數(shù)或稱Q值定義為

式中，是電壓靈敏度；是電流靈敏度；是檢波管視頻電阻；是檢波器后級(jí)放大器的等效噪聲電阻?；蛘邔懗?/p>

最小可檢測(cè)功率：檢波管的噪聲有電阻熱噪聲、電流散彈噪聲和閃爍噪聲。主要為電阻熱噪聲

由于檢波二極管的噪聲，使檢波器可檢測(cè)的最小信號(hào)受到限制。當(dāng)被檢測(cè)信號(hào)輸出電壓等于二極管噪聲等效電壓時(shí)，檢波器輸入端的被測(cè)信號(hào)功率就是最小可檢測(cè)功率。可見最小可檢測(cè)功率主要取決于檢波器的優(yōu)質(zhì)因數(shù)和工作帶寬。

切線靈敏度：常用英文縮寫TSS表示，有時(shí)直譯為正切靈敏度。它被定義為騎在檢波電壓上負(fù)噪聲峰值等于無信號(hào)時(shí)的噪聲峰值時(shí)，輸入信號(hào)功率。當(dāng)被測(cè)微波信號(hào)為方波調(diào)制信號(hào)或是矩形高頻脈沖信號(hào)時(shí)，檢波輸出電壓波形如圖所示。中的就是切線靈敏度所對(duì)應(yīng)的功率，簡稱切線靈敏度：

檢波器在輸入信號(hào)很小時(shí)，檢波特性呈平方律曲線。也就是說，輸出電壓正比于輸入電壓的平方，即正比于輸入功率。當(dāng)輸入功率增大時(shí)，檢波器呈線性工作狀態(tài)，輸出電壓正比于輸入電壓。平方律檢波區(qū)和線性檢波區(qū)的轉(zhuǎn)變點(diǎn)通常稱為壓縮點(diǎn)，即圖中A點(diǎn)。

檢波器飽和特性動(dòng)態(tài)范圍：檢波信號(hào)功率大于切線靈敏度、小于壓縮點(diǎn)這兩者之問的功率范圍稱為動(dòng)態(tài)范圍。燒毀能量：當(dāng)輸入微波功率增大到飽和區(qū)域以上，過大的電流損耗將使二極管結(jié)溫上升。由于檢波管結(jié)面積較小，通常直徑為1～20，過高的功率密度將使二極管燒毀。二極管能承受的最大電過載能量稱為抗燒毀能量。檢波器電路高靈敏度窄帶檢波器：這種檢波