JPH043125B2

JPH043125B2 -

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Publication number: JPH043125B2
Application number: JP56198193A
Authority: JP
Priority date: 1981-12-09
Filing date: 1981-12-09
Publication date: 1992-01-22
Also published as: JPS5899009A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野この発明は広い温度範囲に亘つて出力電圧の変
動が極めて少なく、特に、高周波信号の検波に有
効な振幅検波器に関する。

発明の技術的背景近年、振幅検波素子としては殆んど半導体ダイ
オードが使用されている。これは、他の素子、例
えば２極管に比較して、(a)整流効率の周波数特性
が高い周波数まで一定である。(b)カソードを熱す
るためのエネルギーが不要である。などの特長を
有することによるものである。また、ダイオード
の特性は周知の如く(a)電圧を少し印加しないと電
流が流れ始めない。(b)第１図に示す如く温度によ
つて電圧−電流特性が大幅に変わる特徴を有して
いる。第１図において、点線は理想的な電流特性
を示すものであり、Ｉ＝I_s〔exp（qV／nKT）−１〕但し、 I_s：逆方向飽和電流（0.75nA）ｑ：電子の電荷（1.602×10^-19C）Ｖ：ダイオードの端子間電圧ｎ：ダイオード固有の値（1.05）Ｋ：ボルツマン定数（1.38×10^-23J／〓）Ｔ：絶対温度（〓）使用ダイオード：HP5082−2811 である。また、ΔVは電圧の変動分であり、ΔV
＝IR_s（R_sはダイオードの直列抵抗）である。

そこで、温度変化による出力変動を少なくする
ため、特性の揃つたダイオードを２個使用した振
幅検波器が提案されている。即ち、第２図におい
て、１１は交流信号源であり、この信号源１１は
抵抗１２を介してトランス１３の一次巻線１４に
接続される。このトランス１３の二次巻線１５の
一端部および他端部にはそれぞれ検波用第１の半
導体ダイオード１６および電圧発生用第２の半導
体ダイオード１７のアノードが接続される。この
ダイオード１６のカソードにはコンデンサ１８，
１９およびコイル２０からなるフイルタ回路２１
が接続され、このフイルタ回路２１を介して検波
出力信号が取出される。また、ダイオード１７の
アノードおよびダイオード１６，１７のカソード
にはそれぞれ可変抵抗２２、抵抗２３，２４を介
して直流バイアス電圧（＋）V_CCおよび（−）
V_EEが供給される。さらに、ダイオード１７のア
ノードと接地間にはコンデンサ２５が設けられ
る。この第２図に示す構成においては、ダイオー
ド１６，１７には、（V_CC−V_EE−V_D）／（2R₁＋
R₂）で表わされる電流がそれぞれ流れる。ただ
し、V_Dはダイオード１６，１７の順方向直流電
圧、R₁は可変抵抗２２、R₂は抵抗２３，２４の
それぞれ抵抗値である。ダイオード１７の負極側
の電位が０となるように、最初、可変抵抗２２が
調整されているのでダイオード１６の負極側電位
も０である。しかし、温度変化例えば温度上昇に
よりダイオードの順方向直流電圧V_Dが減少した
場合、ダイオード１６，１７に流れる電流は上式
より増加することになり、その結果、抵抗２３，
２４の電圧降下分が増加し、ダイオード１６，１
７の負極側電位が変動してしまう。つまり、温度
変動により、検波器の直流電圧出力は第４図の実
線Ａで示されるように変動する。一方、検波器の
交流電圧出力特性は、ダイオード１７の電圧電流
特性の動作点での傾きに依存しており、この傾き
は、第１図の順方向直流電流例えば0.01ｍＡ〜
0.1ｍＡの範囲においては温度によつてそれ程大
きくは変化しない。

したがつて、第４図一点破線Ａで示されるよう
に交流電圧出力特性の温度変化による変動は直流
電圧出力特性の変動よりも小さい。

背景技術の問題点上記振幅検波器において、ダイオード１６，１
７を例えばHP5082−2811、抵抗２３，２４を
470kΩ、コンデンサ２５を0.01μF、電源電圧V_CC，
V_EEをそれぞれ＋15V、−15V、コンデンサ１８，
１９を56PF、コイル２０を220μH、信号源１１
の周波数を10MHz、変調度ｍを0.3（1000Hz）とし
た場合、第４図にＡで示す特性の如く−60℃から
＋100℃で直流（実線）の変化分：約2dB 交流（一点破線）の変化分：約0.3dB とからなり出力変動を少なくすることが可能であ
る。しかし、航空機搭載用機器の如く使用温度範
囲が広い用途や、測定器の如く高精度を要する機
器に適用するには依然として不満足なものであ
る。

また、この検波器では無信号時の出力電圧を０
にするため、可変抵抗２２を調整しておくが、常
温で０であつても温度の変化によつて、Ｖ＝nKT／ｑln（Ｉ／I_S＋１） 9.6×10^-4T なる出力電圧の変化が生ずる欠点を有している。

発明の目的この発明は上記事情に基づいてなされたもの
で、広い温度範囲に亘つて出力電圧特性を一定と
することが可能であり、しかも、これを簡単な回
路構成で実現し得る振幅検波器を提供しようとす
るものである。

発明の概要即ち、この発明では第２図における可変抵抗２
２に代えて増幅素子を設け、両ダイオード１６，
１７に同一の電圧を供給して検波出力電圧を一定
にしようとするものである。

発明の実施例以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。尚、第３図において第２図と同一
部分には同一符号を付す。

第３図において、第２図と異なるのは可変抵抗
２２に代えてダイオード１７の両端に増幅素子例
えば演算増幅器３０を設けた点である。即ち、こ
の演算増幅器３０の負入力端はダイオード１７の
カソードに接続され、正入力端は接地される。こ
の演算増幅器３０には電源V_CCおよびV_EEが供給
され、出力端はダイオード１７のアノードに接続
される。この演算増幅器３０は一定の電流に対応
し、温度に依存する電圧をダイオード１７の両端
に生じさせ、これをダイオード１６にバイアス電
圧として供給するものである。

この第３図の構成において、トランス１３を介
して供給された入力信号は検波用のダイオード１
６で検波されダイオード１６のカソード側に出力
される。一方、演算増幅器３０の正入力端は接地
されているので、負入力端も０電位になるよう動
作する。

すなわち、ダイオード１７のカソードと抵抗２
４の接続端の電位は常に０電位になるよう動作す
る。したがつて、ダイオード１７のカソードから
の電流は演算増幅器３０の負入力端には流れず抵
抗２４を介して電源V_EEに流れ込む。この回路は
演算増幅器３０の正負入力電位が等しくなると安
定する。このためダイオード１７のカソードの電
位は常に０電位に保持されるように動作し、電源
V_EEは固定電位であるから、抵抗２４の両端間の
電位差が一定すなわち抵抗２４を流れる電流は一
定となる。この電流は温度変動によるダイオード
の電圧電流特性の変化にかかわらず一定である。
例えば第１図に示すダイオードの順方向直流電圧
が温度変動に起因して変化したとしても順方向直
流電流は一定で変化しないように動作する。ダイ
オード１７に生じる電圧は二次巻線１５を介して
直流的に接続された検波用のダイオード１６に印
加される。ダイオード１６，１７としては特性が
揃つているので、ダイオード１６にはダイオード
１７に流れる直流電流と同じ値の直流電流が流
れ、抵抗２３，２４は同じ抵抗値を有するのでダ
イオード１６のカソード電位はダイオード１７の
カソード電位と同電位になる。

すなわち、第３図に示す回路構成は、ダイオー
ド１７、演算増幅器３０、抵抗２４等を温度補償
用として用い、温度変動に起因してダイオード１
６の順方向直流電圧が変化した場合でも一定電流
が流れるようにしてダイオード１６のカソード電
位（検波用ダイオードの出力電位）が温度変化に
よつては変動しないようにし、検波器として出力
電圧が変動しないようにしたものである。この構
成では、温度変動にかかわらず一定の電流がダイ
オード１７を流れ、これに対応する電圧がダイオ
ード１６に印加される。電源V_EEが変化した場合
でも、ダイオード１７は対応する電圧をダイオー
ド１６に印加し、電源V_EEの変動によつて検波器
出力電圧が変動しないように動作する。また、抵
抗２３及び抵抗２４は同じ抵抗値を有し、ダイオ
ード１６のカソード電位はダイオード１７のカソ
ード電位と等しく０電位となるので、無信号時、
温度変化によらず振幅検波器の出力電圧は０にな
る。入力信号があるときには入力信号に比例した
電圧が検波器の出力に現れる。

尚、第２図と同様の回路素子を用いた場合、前
記ダイオード１７に流れる順方向電流は約0.03ｍ
Ａとなり、第１図から判るように温度によつて電
圧は大幅に変化する。

しかし、第３図の構成によれば、ダイオード１
６の順方向直流電流は一定（0.03ｍＡ）となるの
で、抵抗２３には一定の電流が流れる。したがつ
て従来（第２図）変動してしたダイオード１６の
カソードと抵抗２３の接続端の電位が一定となる
ので、第２図の場合と比べ温度変動によるダイオ
ード１６の直流電圧出力の変化は極めて小さくな
る。

また、第１図において例えば順方向直流電流が
0.01ｍＡと0.1ｍＡの範囲で、第２図と第３図の
場合を比較すると、温度変化があつた場合、ダイ
オードの動作点における順方向直流電圧電流曲線
の傾きの変化は、第２図（抵抗２３を流れる電流
が変動する）の構成よりも第３図（抵抗２３を一
定の電流が流れる）の構成の方が少なくなるの
で、それだけ交流電圧出力特性についても改善さ
れる。例えば、演算増幅器３０としてμA740を設
けた場合、第４図にＢで示す如く−60℃から＋
100℃の範囲で直流（実線）の変化分：約0.4dB 交流（一点破線）の変化分：約0.1dB と非常に小さな値とすることができる。

この振幅検波器によれば、入力信号がないとき
には出力電圧は０で、入力信号があるときには入
力信号に比例し、かつ温度や電源変動による変動
が極めて少ない出力電圧を得ることができる。し
たがつて、この振幅検波器は航空機搭載用機器や
高精度な測定器に十分適用できる。

なお、増幅素子は演算増幅器だけに限るもので
はなく他の増幅器でもよい。また、第３図に示す
ダイオード１６，１７について極性を逆にして接
続してもよい。この場合、電源V_CC，V_EEの極性
もそれぞれ逆にすれば第３図の場合と同様にダイ
オード１６の出力端の電位を一定にすることがで
き検波器の出力特性を一定にできる。

発明の効果以上、詳述したようにこの発明によれば、増幅
素子によつて第２のダイオードの出力電圧を検出
し、温度変化に対応した電圧を発生してこれを第
１、第２のダイオードに供給することにより、広
い温度範囲に亘つて出力特性（直流電圧及び交流
電圧）を一定とすることが可能であり、しかも、
これを簡単な回路構成で実現し得る振幅検波器を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はダイオードの温度に対する特性を示す
図、第２図は従来の振幅検波器の一例を示す回路
構成図、第３図はこの発明に係わる振幅検波器の
一実施例を示す回路構成図、第４図は従来および
この発明に係わる振幅検波器の温度に対する出力
電圧の特性を示す図である。１１……交流信号源、１６，１７……ダイオー
ド、２１……フイルタ回路、３０……演算増幅
器、V_CC，V_EE……電源電圧。

Claims

【特許請求の範囲】

１第１の極に入力信号が供給され入力信号を検
波して第２の極から出力する第１のダイオード
と、この第１のダイオードと同一特性を有しかつ
この第１のダイオードの前記第１の極と同極性の
一方の極が前記第１の極に直流的に接続された第
２のダイオードと、この第２のダイオードの前記
一方の極に出力端が接続され、かつ正入力端が０
電位に保持されるとともに負入力端が前記第２の
ダイオードの他方の極に接続された増幅素子と、
前記第１のダイオードの前記第２の極に一端が接
続された第１の抵抗と、この第１の抵抗と同一特
性を有しかつ前記第２のダイオードの前記他方の
極に一端が接続されるとともに他端が前記第１の
抵抗の他端に接続された第２の抵抗と、前記第
１、第２の抵抗の他端に前記第１のダイオードの
前記第２の極と同極性の電圧を印加する手段とを
具備する振幅検波器。