肖特基二极管检波电路的结构和设计要点

电子芯期天

描述

二极管检波电路是常见的射频电路模块,通常用于调幅波的检波,功放出端口检波或开关电路的检波。

其根据使用的特性分为两种:

1. 检波调幅波,以得到调制信号。

2.检波载频,以得到能反映出载频功率大小的直流电压。

先以检波调幅波为例说明,检波电路的设计要点。

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电路结构如理论所示, 其中设计要点是RC的时间常数需远大于载频的周期,又要远小于调制信号的周期。先取C=10nF, R = 2KΩ利用ADS设计并仿真。

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用载频信号幅度2V , 调制信号0.5V ,调制系数为1 。得到如下仿真结果:

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从图可以看到该电路成功取出了调制信号3kHz, 不过其波峰位置由于RC电路放电太快,而看起来跳动较大,如需要优化,可以适当调大电阻R,和C使得其放电减慢。把R改为3k, C改为15nF,则RC=45uS ;则波形会变为如下所示:

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对波峰位置放电太快问题进行了适当优化了。在优化的过程中需要时刻保持着RC的时间常数在远大于载波周期,和远小于调频周期这个范围内,否则会出现失真。

例如把R设置为3k,C设置为50nF, 则RC=150 uS , 则会出现惰性失真。即电容放电太慢,而导致的失真。如下图:

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如果把载频信号幅度由2.0V,变为 1V ,调制信号为0.5V,则波谷的电压为0.5V小于二极管的导通电压为0.7V, 所以会产生负峰切割的问题。输出的波形会失真如下:

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除了这个原因产生负峰切割外,还有其他方面影响也会产生负峰切割。例如负载的影响。

二、使用检波电路,检测反映功率大小的直流电压的方法:

初始设计电路如下,取得RC值为45uS , 而载频周期为2.5nS , 即RC《《10 。

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但发现该检波电路的检波稳定时间过长,约20ns才达到200mV电压。

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分析稳定时间长,应该是由于电容过大,而充电时间长导致的。所以把电容C改为1nF,

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可以看出修改电容C=1nF后,电压提升比之前快了很多,5nS的时候就到达了250mV。此时的电容不适宜再减少了,因为该电容大一些对滤掉载频的400Mhz有用, 而太少就没有滤波作用了。

审核编辑:郭婷

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