二極管包絡(luò)檢波器是一種常見(jiàn)的用于測(cè)量RF信號(hào)功率或幅度的電路，它基于二極管的單向?qū)щ娦詫⒏哳lRF信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流或低頻信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)功率或幅度的測(cè)量，以下為你詳細(xì)介紹其測(cè)量方式：

測(cè)量原理基礎(chǔ)

• 半波整流：當(dāng)RF信號(hào)輸入到二極管包絡(luò)檢波器時(shí)，二極管在信號(hào)的正半周導(dǎo)通，負(fù)半周截止，相當(dāng)于對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行了半波整流。例如，若輸入的RF信號(hào)是一個(gè)正弦波，經(jīng)過(guò)二極管后，負(fù)半周的波形被“削掉”，只保留了正半周的波形。

• 低通濾波：整流后的信號(hào)仍包含高頻成分，通過(guò)低通濾波器（通常由電阻和電容組成）濾除這些高頻成分，只保留信號(hào)的包絡(luò)，即信號(hào)的幅度變化信息，最終輸出一個(gè)與輸入RF信號(hào)包絡(luò)幅度成正比的直流電壓。

測(cè)量信號(hào)幅度的方式

• 直接電壓測(cè)量

• 原理：二極管包絡(luò)檢波器輸出的直流電壓值直接反映了輸入RF信號(hào)的幅度大小。這是因?yàn)樵谡骱蜑V波過(guò)程中，輸出的直流電壓與輸入信號(hào)包絡(luò)的峰值幅度存在一定的線性關(guān)系。

• 操作：使用電壓表直接測(cè)量檢波器輸出的直流電壓。例如，在一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)幅廣播接收機(jī)中，二極管包絡(luò)檢波器將調(diào)幅的RF信號(hào)解調(diào)為音頻信號(hào)，同時(shí)其輸出直流電壓也能體現(xiàn)輸入RF信號(hào)的幅度，用電壓表測(cè)量該電壓就能知道信號(hào)幅度情況。

• 校準(zhǔn)曲線輔助測(cè)量

• 原理：由于實(shí)際電路中可能存在非線性因素，輸出的直流電壓與輸入信號(hào)幅度之間的關(guān)系并非完全理想的線性關(guān)系。通過(guò)建立校準(zhǔn)曲線，可以更準(zhǔn)確地根據(jù)輸出電壓得到輸入信號(hào)的幅度。

• 操作：使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源產(chǎn)生一系列已知幅度的RF信號(hào)，分別輸入到二極管包絡(luò)檢波器中，測(cè)量對(duì)應(yīng)的輸出直流電壓，繪制出輸入信號(hào)幅度與輸出直流電壓的校準(zhǔn)曲線。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，測(cè)量輸出直流電壓后，通過(guò)查校準(zhǔn)曲線即可得到輸入信號(hào)的幅度。

測(cè)量信號(hào)功率的方式

• 基于幅度與功率關(guān)系計(jì)算

• 原理：在已知負(fù)載電阻的情況下，信號(hào)功率與幅度存在平方關(guān)系，即P=RV2，其中P為功率，V為信號(hào)幅度對(duì)應(yīng)的電壓，R為負(fù)載電阻。

• 操作：先通過(guò)上述幅度測(cè)量方法得到輸入信號(hào)的幅度（電壓），再測(cè)量檢波器輸出端的負(fù)載電阻值，最后根據(jù)功率公式計(jì)算出輸入信號(hào)的功率。例如，若測(cè)量得到輸出直流電壓為V=0.5V，負(fù)載電阻R=50Ω，則輸入信號(hào)的功率P=RV2=500.52=0.005W=5mW。

• 結(jié)合功率計(jì)校準(zhǔn)

• 原理：使用專業(yè)的功率計(jì)對(duì)二極管包絡(luò)檢波器進(jìn)行校準(zhǔn)，建立檢波器輸出直流電壓與輸入信號(hào)功率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

• 操作：用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源產(chǎn)生不同功率的RF信號(hào)，分別輸入到二極管包絡(luò)檢波器中，同時(shí)用功率計(jì)測(cè)量對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)功率，并記錄下檢波器的輸出直流電壓。通過(guò)多次測(cè)量，繪制出輸入信號(hào)功率與輸出直流電壓的校準(zhǔn)曲線或表格。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，測(cè)量檢波器的輸出直流電壓，然后根據(jù)校準(zhǔn)曲線或表格直接得到輸入信號(hào)的功率。

實(shí)際應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

• 動(dòng)態(tài)范圍限制：二極管包絡(luò)檢波器的動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)較窄，當(dāng)輸入信號(hào)幅度過(guò)大時(shí)，二極管可能會(huì)進(jìn)入飽和區(qū)，導(dǎo)致輸出電壓不再隨輸入信號(hào)幅度線性變化，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確；當(dāng)輸入信號(hào)幅度過(guò)小時(shí)，輸出電壓可能被噪聲淹沒(méi)，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。因此，需要根據(jù)實(shí)際測(cè)量需求選擇合適的二極管和電路參數(shù)，以確保輸入信號(hào)幅度在檢波器的線性工作范圍內(nèi)。

• 頻率響應(yīng)：二極管包絡(luò)檢波器對(duì)不同頻率的RF信號(hào)響應(yīng)可能不同，存在一定的頻率限制。在選擇檢波器時(shí)，需要考慮輸入信號(hào)的頻率范圍，確保檢波器在該頻率范圍內(nèi)能夠正常工作。

• 溫度影響：溫度變化可能會(huì)影響二極管的特性，從而影響檢波器的輸出。在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償或校準(zhǔn)，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。