电子电压表的检波器

1．峰值检波器峰值检波器输出的直流电压正比于输入交流电压的峰值。其主要形式有串联式和并联式。

1)串联式峰值检波器串联式峰值检波器由检波二极管D、检波电容C和检波负载R组成。其原理电路如图3-8所示。由于检波二极管D和检波负载电阻R串联，故称之为串联式峰值检波器。这里要求负载电阻R远大于电源电阻R。与检波二极管正向电阻RD之和，则RC》(Rs+RD)C。

由于检波电容器C能快速充电，而又极缓慢地放电，故使电容器两端的平均电压U。与被测电压的峰值Up近似相等。如果用一个高内阻的直流电压表来检测负载电阻R上的电压，就可以直接用来测量交流电压的峰值。但一般情况下，其刻度仍以正弦电压的有效值定度。

用峰值交流电压表测量非正弦交流电压时，电压表仍然2SC4462可以反映出被测电压的峰值。但由于电压表刻度是以正弦波有效值定度的，它比正弦波峰值小√2倍，因此，必须把指示值乘√2f才能表示被测电压的峰值，而要知道被测电压的有效值，必须根据其波形的性质，按关系换算出有效值。

当被测电压中含有直流分量时，因为串联式峰值检波器没有隔直电容器，所以测出的电压不仅仅是交流分量的振幅值，也包含直流分量在内。当被测电压为不对称波形时，若用信号正半周向检波电容器充电，电压表反映的是正半周的峰值电压；如果将被测电压反极性与电压表连接，则测出的是负半周的峰值电压。显然，测得的正、负半周的峰值电压值是不相等的。因此，仪器常采用并联式峰值检波器。

2)并联式峰值检波器并联式峰值检波器电路如图3-9所示。由于电容器能快速充电而缓慢放电，使电容器两端电压的平均值近似等于被测电压的峰值，电阻R上的电压UR等于电容器电压uc与被测交流电压“。(t)之和，即M。是钳位在零电平之下的正弦波。经滤波后，取出UR中的直流分量U。（即“。的平均值），它等于被测交流电压的峰值UP，符号为负。

在并联式峰值检波器中，当被测电压为对称的正弦波时，检波器输出的直流电压正比于正弦波的峰值电压，电压表的刻度也按有效值定度。

并联式峰值检波器的检波电容C还具有隔断被测电压中直流分量的作用，不但可以保护检波二极管不被击穿，而且使测量的结果始终为交流分量的振幅值。

在峰值检波器电路中，应满足电容器的充电时间常数远小于被测信号的最小周期，放电时间常数远大于被测信号的最大周期的条件。这样，检波器输出的直流电压才能近似等于被测交流电压的峰值。

由上述可见，峰值检波器中电容器因充放电时间不等而维持其上电压为输入电压的峰值，检波二极管只有在一个周期的很小部分（输入电压峰值附近）导通，故峰值检波器的输入阻抗很大，可以直接接到被测电路测量，而不孜改变被测电路的状态。同时为了避免引线电感和分布电容对测量的影响，常把检波器做成一个精巧的探头，就近接到被测量点以尽量缩短测量引线。由于检波电阻R很大，不能直接串接电流表来测量，因此峰值检波器后面必须接人输入阻抗大而输出阻抗小的阻抗变换电路（如射极跟随器）及放大器等，组成检波一放大式电子电压表。因为放大器是放大检波后的直流电压，所以必须是直接耦合放大器，并要求其增益高而零漂小，输入阻抗要大，输出阻抗小。

2．平均值检波器平均值检波器输出的直流电压（或流过指示电流表的电流）正比于输入交流电压的平均值。平均值检波器有半波式和全波式两种，其原理电路，其中半波平均检波器，图3-10(c)、(d)为全波平均检波器。

平均值检波电路中，与微安表并联的电容器C是用来滤除检波后电流中的交流成分，以避免表针因流过交流电流而抖动，并消除其在微安表动圈电阻上产生的热损耗。流过微安表的电流正比于被测电压的半波平均值或全波平均值，由于电流表动圈转动的惯性，其指针将指示其平均值。

在平均值检波器中，不论被测电压是什么波形，流过微安表的电流都与被测电压的平均值成正比。

由于正弦波是最基本的和应用最普遍的波形，同时考虑到有效值的实际意义，所以平均值电压表亦按有效值定度。如果是全波平均值检波器，则根据正弦波有效值与平均值的换算关系定度，电压表的刻度就是按被测交流电压的平均值乘以系数1.11后定度的。当用这种电压表去测量非正弦电压时，因为非正弦波的有效值与平均值的比值同正弦波的不一样，其读数并不等于被测电压的有效值。这时可先将电压表的读数除以1.11求出被测电压的平均值，然后再根据表3-2的该波形换算关系，求出被测的非正弦电压的有效值，也可以求出其峰值。

平均值检波器与峰值检波器在电路形式上虽相同，但二者却有很大差别：峰值检波器中电容器的充电时间常数比放黾时间常数短得多；而平均值检波器中的电容器充、放电时间常数近似相等。

由于平均值检波器的检波二极管在被测电压整个周期内都导电，故其输入阻抗很低。一般在检波器前面接有放大器，组成放大一检波式电子电压表，以提高电压表的输入阻抗和灵敏度。对放大器的要求是：放大倍数足够大以提高灵敏度；增益稳定以减小测量误差；输人阻抗高以避免对被测电路的影响；输出阻抗低以便连接检波器；通频带宽以使可测电压频率范围宽。

放大一检波式电压表中的检波器，由于加到其输入端的电压是经过交流放大器放大后的被测电压，一般都比较大，在1V以上，故可认为检波器工作于线性区，一般对检波二极管的非线性影响可不考虑。但是，当电压表指示值在靠近零的区域时，加到检波二极管上的信号仍较小，二极管的正向电阻大，检波灵敏度低，造成微安表刻度起始部分的非线性。实际生产的平均值检波器电压表都采取线性化措施。目前，多数平均值检波器电压表都采用负反馈技术来实现线性化。