工程實際中，有一類信號叫做調幅波信號，這是一種用低頻信號控制高頻信號幅度的特殊信號。為了把低頻信號取出來，需要專門的技術，叫做檢波技術。其中一種套用較為廣泛的是二極體檢波技術，因為它具有線路簡單，大信號輸入時非線性失真小等優點。根據調幅信號的大小，可分為大信號直線性檢波和小信號平方律檢波兩種方式。平方律檢波是一種非線性過程，檢波器輸出信號與輸入信號的震盪包絡的瞬時值的平方近似的成正比。
基本介紹
- 中文名：平方律檢波
- 外文名：square law detection
- 效果：提取信號包絡
- 學科：通信原理
- 套用：調製解調
- 相關：小信號平方律檢波器
簡介,分類,原理,相關晶片,
簡介
從調幅波中檢出低頻信號的過程也是一個頻譜變換過程。要完成這一變換，必須使用非線性元件。為了從變換後產生的多種頻率成份中，取出低頻信號，並將不需要的成份濾掉，最終實現檢波，檢波器的負載應具有低通濾波器的特性。因此，檢波器是由非線性元件和具有低通濾波器特性的負載組成。濾波電容數值的選擇應使高頻時近於短路，低頻時近於開路。
平方律檢波是在解調的時候，通過平方運算來獲取兩倍頻率的信號，然後經過帶通濾波去掉直流成分，再通過分頻器得到與發射機載波相同頻率的信號，最終通過相干解調就可以獲取原始信號。
分類
在調幅波的檢波技術中，包括了：峰值包絡檢波技術、平方律檢波技術、平均值包絡檢波技術和同步檢波技術幾種。其中峰值包絡檢波技術、平方律檢波技術、平均值包絡檢波技術適用於解調AM波信號，而同步檢波技術則適用於解調AM、SSB、DSB信號。
原理
以套用最為廣泛的二極體檢波電路為例敘述。
當檢波器的輸入調幅信號幅度較小（≤0.2V）時的檢波稱為小信號平方律檢波。其特點是二極體運用在伏安特性曲線的彎曲部分，而且在整個信號周期內二極體總是導通的。小信號平方律檢波的原理電路如圖1所示，圖中D是檢波二極體，C2、RL是檢波負載，E為外加直流偏壓，以提高二極體D的工作點Q的位置。ua是調幅信號，其包絡線的最大幅度小於E 。
圖1 小信號平方律檢波的原理電路
圖1 小信號平方律檢波的原理電路顯然，在這一輸入信號作用下，流過二極體的電流波形是失真的如圖2所示。
這一失真波形中包含有低頻電流Im（IΩ），如圖中實線（平均電流）所示，它的形狀與輸入已調波電壓ua的包絡線形狀基本一致，因此，用電容C2將高頻成份濾掉後，負載RL上就得到了低頻信號u0。
圖2 二極體電流波形失真
圖2 二極體電流波形失真從頻譜變換的角度來分析上述檢波過程。設輸入調幅電壓為：
將ua代入二極體在工作點Q附近的電壓、電流關係式中，經整理
上式表明，檢波電流i0中包含有直流分量、低頻分量（ω和2ω）及高頻分量（ω0、ω0±ω、2ω0和2ω0±2ω）。當通過濾波電容和隔直電容去掉高頻
和直流分量後，檢出低頻分量為：
由上式可知，檢波的低頻分量的幅度
與載波電壓振幅的平方成正比，因此、這種檢波稱為平方律檢波。
檢出的低頻分量中還有二次諧波2ω而且無法濾掉，所以，這種檢波有較大的非線性失真。
二極體小信號平方律檢波由於失真大，效率低，輸入阻抗小等缺點，所以在現代通訊和廣播接收機中已很少使用。但因它具有線路簡單，能對很小的信號檢波，以及檢波輸出電流與輸入載波電壓幅度的平方（即與輸入信號的功率）成正比等優點，因而，在無線電測量儀表中得到較為廣泛的套用。
相關晶片
AD8362是一種真有效值回響的功率檢測器，測量範圍60dB。它能滿足多種高頻通信系統和儀表對精確信號功率檢測的要求。它使用簡單只需要5v電源和一些電容。可以工作在從極低的頻率到2.7GHz並能接受最小1mv到1v的有效值輸入。對於大峰值因子的信號，可以滿足精確測量CDMA信號的要求。
輸入信號被送入一個可變的梯形電阻衰減器進行衰減，這些衰減器組成了可變增益放大器的輸入級。有12個抽頭，採用一種平滑的內插專利技術，使衰減值可以連續準確變化，衰減值的設定由“VSET”腳的電壓控制。衰減後的信號送到一個高性能的寬頻放大器進行放大。再由一個寬頻的平方律檢波器檢波，檢波輸出的脈動信號經濾波後與另一個平方電路的輸出進行比較。這個平方電路的輸入由“VTGT”腳提供，它是一個固定的直流電壓，通常與提供精確1.25V參考電壓的VREF腳相連。
兩個平方電路的輸出信號差分輸入到高增益誤差放大器後，將從“VOUT”腳通過線-線輸出一個電壓信號。在控制模式下，低噪聲的輸出信號可用於改變系統RF放大器的增益，從而平衡輸入信號功率。
用於做功率測量器件時，VOUT和VSET直接相連。輸出與輸入信號的有效值的對數成正比。因而讀數可以直接用dB表示，刻度為每十個刻度為1v或者說斜率50mv/dB。在控制模式下，VEST的輸入電壓決定功率電平。要求在輸入為0時，背離切入點。輸出緩衝器可以提供高負載電流。
AD8362在PWDN腳為邏輯高電平時進入電源休眠，功耗僅為1.3mW。25℃時電源恢復在20us內達到20mA的工作電流。AD8362採用16腳TSSOP封裝，可在－40℃～+85℃的溫度範圍內工作。
圖3 AD8362引腳圖