検波ダイオードの原理

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検波ダイオードの原理

検出ダイオードは、低い接合容量、高い動作周波数、小さい逆電流という特性を備えており、伝統的に振幅変調信号の検出に使用されています。 動作原理は次のとおりです。

振幅変調信号は、低周波信号を運ぶ高周波信号です。 振幅変調信号のエンベロープはベースバンドの低周波信号です。 各信号周期で平均値を取ると、常に 0 になります。

振幅変調信号が検波ダイオードを通過すると、検波ダイオードの一方向導電性により、振幅変調信号の負の部分がカットされ、正の部分だけが残ります。 このとき、信号周期ごとに平均値をとる（ローパスフィルタリング）と、得られる振幅変調信号の包絡線がベースバンドの低周波信号となり、復調（検波）機能が実現される。

ゲルマニウム材料は点接触型で、動作周波数は400MHzに達し、順方向電圧降下が小さく、接合容量が小さく、検出効率が高く、周波数特性が良好な2APタイプです。 点接触型と同様のダイオードは検波以外にもリミッティング、クリッピング、変調、ミキシング、スイッチングなどの回路にも使用できます。 また、周波数変調と検波に優れた一貫性を備えた 2 つのダイオード アセンブリもあります。

検波は一般に復調と呼ばれ、変調の逆の処理、つまり変調波から変調信号を取り出す処理です。 振幅変調波は、振幅変化から変調信号を抽出するプロセスです。 周波数変調波は、周波数の変化から変調信号を抽出するプロセスです。 位相変調波は、その位相変化から変調信号を抽出する処理です。

狭義の検波とは、振幅変調波の包絡線から変調信号を抽出する処理を指します。 包絡線検出または振幅検出と呼ばれることもあります。

AM波の復調とはAM信号から変調信号を取り出す処理で、通常検波と呼ばれます。 AM波の復調方式にはダイオードエンベロープ検波器と同期検波器があります。 どのような振幅変調信号であっても、乗算器とローパスフィルタで構成される同期検波回路により復調できます。 一般的な AM 信号のキャリア成分は抑制されており、直接非線形デバイスは追加の同期信号なしで乗算を実現し、必要な復調電圧を得ることができます。 この種の振幅検出器は通常、包絡線検出器と呼ばれます。 現在、ダイオードエンベロープ検波器が最も広く使用されており、集積回路では主に三極管エミッタエンベロープ検波器が使用されています。 コヒーレント検波とも呼ばれる同期検波は、主に両側波帯と単側波帯の変調信号を復調するために使用されます。 2 つの実装回路があります。 1 つは乗算器とローパス フィルターで構成され、もう 1 つはダイオード エンベロープ検出を直接使用します。

工学的には、AM 信号と呼ばれる一種の信号があります。これは、低周波信号を使用して高周波信号の振幅を制御する特別な信号です。 低周波信号を取り出す回路を検波回路といいます。 ダイオードは最も単純な AM 検出回路を形成するために使用されます。

ダイオード検出の原理: 振幅変調信号はダイオード検出回路の入力であり、ダイオードは一方向の導通のみを許可します。 シリコンチューブを使用した場合、0.7Vより高い電圧の部分のみがダイオードを通過します。 ダイオードの出力端子にはコンデンサが接続されています。 コンデンサと抵抗は協働してダイオード出力の高周波信号をグランドに短絡するため、出力信号は基本的に信号エンベロープになります。 容量と抵抗の回路機能をフィルタリングと呼びます。