二极管检波器的工作状态以及衡量检波器的质量指标

衡量检波器的质量指标有四个：1、电压传输系数（检波效率）2、失真度（频率失真及非线性失真）3、检波器的等效输入电阻。

有两种情况：

1、小信号检波（平方率检波）

2、大信号检波（峰值包络）检波

一、针对于第一项电压传输系数指标：（检波效率）

1、在小信号检波状态下，二极管被加了偏置，检波时两个方向都可以导通，是依靠二极管输入特性的非线性，从二次项展开式中提取低频分量实现检波，这种工作状态下检波效率正比于输入信号幅度的平方是个变量。如果二极管采用全波方式的连接，实际上信号通过了两个串连的二极管，非线性特征会更加明显，检波效率和输入信号的关系曲线会变得更加陡峭，这样的检波器在大的动态范围下特性将很不稳定，显然是我们不希望的。这样的小信号检波电路我们经常可以看到，通常是由三极管的BE节特性来实现。

2、在大信号检波（峰值包络）状态下，可以把二极管看作一个整流器，检波效率是常数并且接近‘1’，是一种很理想的检波器，此时若充分利用信号源的负半周实现‘全波整流’从原理上来说是可行的，但是这样做是不是会带来效率的提高呢？答案是否定的，因为检波效率的表达式是V(OUT)/V(IN)，半波变全波并不能实现输出电压的提升，（这就好比电源整流电路的原理，只要滤波电容足够大，无论半波，或者全波输出电压永远是更号2倍的输入电压），在检波电路中载波频率是远高于音频信号频率的，高频滤波电容可以充分地滤掉载波分量，所以无论是半波或者全波，检波效率都相似都接近于‘1’，全波检波只有对载波频率较低的长波信号和超长波才有意义。充分利用负半周来提高检波效率的例子也有，常用的倍压检波就是个典型，这是彻底地提高了检波输出的幅度。 

另外，对于接收机的设计，回避大信号检波级对输入级的干扰也是很重要的，全波方式检波将产生大量中频的二次谐波分量，对于中波AM收音机而言，这些二次谐波分量将直接落在中波频段内，降低了接收机的稳定性和灵敏度。

二、失真度指标

在接收机大的动态范围条件下，检波器的往往不会稳定地工作于某一种工作状态。由于二极管特性的非线性，低频输出除了基波成分还有2次谐波成分，这种低频的二次谐波是不可能被低通滤波器消除干净的，是影响失真度指标的大敌。若采用全波方式，非线性特征还会更加明显，产生的谐波会进一步丰富，更加裂化失真度指标。大信号方式下，无论全波还是半波，失真度指标都是非常好的，都可以控制在10％以内。

三、等效输入电阻

对于大信号检波，无论是半波方式，还是全波方式，等效输入电阻都是稳定的，对于小信号，非线性器件的串连将导致输入等效电阻的变化速度（输入信号幅度为变量）成倍增加。

综合以上，在大信号状态下全波方式检波对于提高检波效率并无意义，另外对于超外差接收机而言，全波方式将产生强烈的中频二次谐波分量。对于小信号检波，全波方式是不可取的。但是全波方式并不是一无是处，对于载波和音频较接近的长波AM的检波，或者对低中频接收机，全波方式还是可行的。

这里我还想说一点，检波效率只是一个比值，是输入信号包络幅度和检波输出低频信号幅度只比。是一个数值比，不能用能量转换效率的概念去理解她，当采用倍压方式检波时，检波效率还会大于‘1’。

有朋友提到阻抗，是不是检波二极管输出的和高频滤波电容并联的负载阻抗（电阻部分）？这个电阻和并联电容的时间常数必须大大于载波周期，即使检波输出负载改变了整个阻抗特性，也必须得保证最终的时间常数大大于载波周期，所以无论是半波方式还是全波方式，检波效率都是相同的。

检波电路时间常数的选取，应将负载阻抗折算到整体阻抗里和高频滤波电容并联计算时间常数，这个阻抗不能为无穷大，否则检波二极管将永远处在反向截至状态，检波器将永远无法工作。所以，要做检波器的分析，首先要假定一个RC并联网络去确定时间常数，同时将末级视为高阻抗。