相敏
检波器(以下简称
PSD),顾名思义,就是对两个信号之间的相位进行检波。在实际应用中,这两个信号往往是同频的,或者是互为倍数。
包络检波有两个问题:一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或
全波整流,无法从
检波器的输出鉴别
调制信号的相位。第二,包络检波电路本身不具有区分不同
载波频率的信号的能力。对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流,以恢复调制信号,这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路具有判别
信号相位和频率的能力,提高
抗干扰能力,需采用相敏检波电路。
相敏检波电路与
包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别
调制信号相位,从而判别
被测量变化的方向,同时相敏检波电路还具有选频的能力,从而提高
测控系统的抗干扰能力。从电路结构上看,相敏检波电路的主要特点是,除了所需解调的调幅信号外,还要输入一个
参考信号。有了参考信号就可以用它来鉴别
输入信号的相位和频率。
将调制信号ux乘以
幅值为1的
载波信号就可以得到
双边带调幅信号us,将双边带调幅信号us再乘以载波信号,经
低通滤波后就可以得到调制信号ux。这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。
二者主要区别是调幅电路实现低频
调制信号与高频载波信号相乘,输出为高频调幅信号;而相敏
检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘,经
滤波后输出低频解调信号。这使它们的输入、输出耦合回路与
滤波器的结构和参数不同。
相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的
传递特性。以参考信号为
基波,所有
偶次谐波在
载波信号的一个周期内平均输出为零,即它有抑制偶次谐波的功能。对于n=1,3,5等各
奇次谐波,
输出信号的
幅值相应衰减为基波的1/ n,即信号的
传递系数随
谐波次数增高而衰减,对
高次谐波有一定
抑制作用。
如果输入信号us为与参考信号uc(或Uc)同频信号,但有一定
相位差,这时
输出电压uo=Usm/2cos∮,即输出信号随相位差∮的
余弦而变化。
由于在输入信号与参考信号同频但有一定相位差时,输出信号的大小与相位差有确定的
函数关系,可以根据输出信号的大小确定相位差的值,相敏检波电路的这一特性称为
鉴相特性。