简述小信号平方律检波

小信号平方律检波是一种在模拟通信系统中用于从调幅波中恢复原始低频信息信号的技术。在本文中，我们将深入探讨这个概念及其工作原理。 调幅波是广播和通信中常用的信号形式，其中高频载波被低频消息信号所调制。小信号平方律检波的目标是从这样的调幅波中提取出低频信号，这涉及到一个频谱变换的过程。这个变换要求使用非线性元件，因为线性元件无法区分调幅波中的不同频率成分。在检波器中，非线性元件通常与一个低通滤波器负载相结合，以便筛选出低频信号并过滤掉不需要的高频成分。 最常见的检波器类型是二极管检波器，因其结构简单和在大信号输入时较小的非线性失真而被广泛应用。小信号平方律检波是指当检波器输入的调幅信号幅度较小时（小于0.2V）进行的检波操作。在这种情况下，二极管工作在其伏安特性曲线的非线性区域，即曲线的弯曲部分，并且在整个信号周期内都保持导通状态。 小信号平方律检波的基本电路包括一个检波二极管D，一个检波负载C2RL，以及一个外加直流偏置E，用于调整二极管D的工作点Q。调幅信号ua经过二极管D后，流过的电流会失真，形成包含低频电流im（iΩ）的波形。通过电容C2滤除高频成分后，负载R上就能得到与输入调幅波包络线形状相似的低频信号u0。 从频谱变换的角度来看，二极管在工作点Q附近时，其电压-电流关系仍遵循一定的非线性规律。当输入调幅电压为ua时，经过计算可以得出检波电流i0包含了直流分量、低频分量、以及高频分量。通过滤波电容C2和隔直电容，可以去除直流和高频分量，留下低频分量u0。这个低频分量的幅度与载波电压振幅的平方成正比，因此称为平方律检波。然而，检出的低频信号中还包含二次谐波2Ω，导致了一定的非线性失真。 尽管小信号平方律检波存在失真较大、效率低和输入阻抗小的问题，不适合现代通信接收机，但其简单的设计、对微弱信号的检测能力以及检出电流与输入载波电压的平方成正比的特性，使得它在无线电测量仪表中仍然有广泛应用。这些优点使得小信号平方律检波在特定场合下仍然是一个实用的解决方案。