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[求助] 相敏检波的原理求解释

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一粒金砂(中级)

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发表于 2017-2-13 14:39:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近学习同步检波发现一电路(相敏检波)如图0,仿真的结果是如图二,其中的图一不知道是怎么出来这样的波形,请求各位大神解释一下D,E两点对地的电压为什么是这样的波形?请求解释一下改图中整个相敏检波的原理尤其是电容是怎么充放电的,谢谢啦。这个图中我只知道B点电压是1/2*V1+V7,C点电压为V7-1/2*V1,感谢大神的解释或者如果那本书中或者资料中有相关的原理还请明示呀?我在网上以及知网上下载的很多有关这个的但都没有具体说电路是怎么跑起来的。
此帖出自模拟电子论坛
图一UE与UD的波形.png
图二Uo.png
图0 总电路图.png

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-2-13 14:45:40 | 显示全部楼层
还有就是这个电路能相应的最高频率是多少呢?本来V1是0.3vpk频率为100hz,载波频率为100k,5vpk,的正弦波的乘机,就是说本来v1是乘法器的输出的波形,总图为下图三所示,请问该相敏检波系统的频带截止频率为多少?谢谢解释
图三.png

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纯净的硅(高级)

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发表于 2017-2-13 19:40:10 | 显示全部楼层
解释一下图1的波形:
先解释输出电压的峰值。注意到变压器的匝数比10:5:5,所以两个次级的峰值是2.5V,重点是注意这两个电压的相位。
在V1与V7的正半周,变压器次级两个电压与V7叠加后,B端的峰值是7.5V,C端是2.5V。D和E两点应该减去一个二极管的正向压降,就是图中的电压峰值。
在V1与V7的负半周,B点和C点的电压皆为负值,二极管不通,所以没有输出。
最后解释图1负半周的输出的那个“拖尾”。负半周二极管不通,但是在正半周给电容C1C2上已经充了电,所以那个拖尾就是电容的放电波形。

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纯净的硅(高级)

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发表于 2017-2-13 19:44:15 | 显示全部楼层
这个电路的最高工作频率,取决于电路中各元件的性能,主要是变压器和二极管。通常情况下,变压器的频率特性是最差的,所以最高频率大致由它决定。

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-2-13 23:18:30 | 显示全部楼层
好的 谢谢gmchen,我今天找到了又找了半天才找到这个相关的原理解释,但是还是没有gmchen解释的那个电容充放电的情况,学习了 再次感谢你。发本书共勉。书中有解释(176页),如果线圈是理想的那么截止频率就是R1 C1组成的低通滤波器的截止频率。http://download.eeworld.com.cn/my 下载地址,可能暂时系统还在审核文件请需要的兄弟稍后下载把

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-2-13 23:33:11 | 显示全部楼层
本人对线圈变压器了解甚少,还请解释一下,在用线圈变压器做相加式相敏检波如上图三所示,线圈本身从主线圈到次线圈传递100khz的频率(载波)就没有问题,所以是不是可以说用该线圈进行相敏检波对调制波V2的频率要求就没有很苛刻对吗?换句话说就是只看线圈部分不看后边的低通滤波的截止频率,是否可以理解为在调制波至少几百hz该线圈不影响整个系统的频带,这也就是说整个系统的截止频率就是由后边的低通滤波决定的呢?按照R1C1组成的低通滤波器截止频率为398hz,但实际上仿真出来的结果是到200hz左右时就已经达到了3bd截止频率了,难道是二极管影响的吗?如果是二极管影响的该如何解释呢?采用的高度二极管1n4148,谢谢解释

点评

你说的3dB截止频率是怎么计算的?是不是按照输出的峰值算的? 由于经过二极管的输出是半波整流后的波形,而且输出的是其平均值,所以不能按照正弦波的算法计算截止频率的。  详情 回复 发表于 2017-2-14 10:12

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纯净的硅(高级)

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发表于 2017-2-14 10:12:28 | 显示全部楼层
wwwlizhencom 发表于 2017-2-13 23:33
本人对线圈变压器了解甚少,还请解释一下,在用线圈变压器做相加式相敏检波如上图三所示,线圈本身从主线圈 ...

你说的3dB截止频率是怎么计算的?是不是按照输出的峰值算的?
由于经过二极管的输出是半波整流后的波形,而且输出的是其平均值,所以不能按照正弦波的算法计算截止频率的。

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-2-14 12:12:23 | 显示全部楼层
3db截止频率是f=1/(2pi*R1*C1)=398HZ;实际上我粗略的计算是这样的:比如说(如图三所示)只改变v2的频率,以v2的频率为10hz为参考,通过示波器读取INA128的输出波形的峰峰值(假设为V1PK),并以此峰峰值为基准乘以0.707之后(得到V2PK=V1PK*0.707),我就认为V2PK对应的频率是该系统的截止频率。这样的理解可能跟你上边说的一样。但是经半波整流以后输出是均值,该均值如何理解呢,是二极管导致的输出是均值吗?谢谢回复

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-2-14 12:14:08 | 显示全部楼层
    在用线圈变压器做相加式相敏检波如上图三所示,线圈本身从主线圈到次线圈传递100khz的频率(载波)就没有问题,所以是不是可以说用该线圈进行相敏检波对调制波V2的频率要求就没有很苛刻对吗?换句话说就是只看线圈部分不看后边的低通滤波的截止频率,是否可以理解为在调制波至少几百hz该线圈不影响整个系统的频带,这样理解对吗?

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纯净的硅(高级)

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发表于 2017-2-14 14:38:04 来自手机 | 显示全部楼层
变压器基本不影响调制波频响,这是对的。影响调制波频响的主要是RC,但不是那样计算,因为在RC电路中的电流波形是一个半波整流后的波形对电容充放电

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纯净的硅(高级)

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发表于 2017-2-14 14:43:58 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 gmchen 于 2017-2-14 14:45 编辑

由于RC时间常数的限制,实际的充电上升速率是受限制的。当调制信号频率升高后,充电速率将跟不上半波整流后信号上升的速率,所以输出将下降。你可以同时观察B点与D点与后面电容上的波形,改变调制频率,就可以看到他们的区别了。

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纯净的硅(高级)

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发表于 2017-2-14 14:58:02 来自手机 | 显示全部楼层
其实这个电路中R1R2两个电阻的作用,主要是为了减少两个二极管的不平衡,所以完全不必要用那么大的阻值

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纯净的硅(高级)

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发表于 2017-2-14 15:04:52 | 显示全部楼层
建议将R1R2减小一个数量级,加大两个10k电阻大约半个数量级,试试😄

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-2-14 22:37:11 | 显示全部楼层
好的 暂时有些理解你说的了,我现在再按照你说的调整R1和R2等四个电阻的阻值,结合仿真我再理解一下,谢谢你啦gmchen

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