二極管包絡檢波器是一種常見的用于測量RF信號功率或幅度的電路，它基于二極管的單向導電性將高頻RF信號轉換為直流或低頻信號，進而實現對信號功率或幅度的測量，以下為你詳細介紹其測量方式：

測量原理基礎

• 半波整流：當RF信號輸入到二極管包絡檢波器時，二極管在信號的正半周導通，負半周截止，相當于對RF信號進行了半波整流。例如，若輸入的RF信號是一個正弦波，經過二極管后，負半周的波形被“削掉”，只保留了正半周的波形。

• 低通濾波：整流后的信號仍包含高頻成分，通過低通濾波器（通常由電阻和電容組成）濾除這些高頻成分，只保留信號的包絡，即信號的幅度變化信息，最終輸出一個與輸入RF信號包絡幅度成正比的直流電壓。

測量信號幅度的方式

• 直接電壓測量

• 原理：二極管包絡檢波器輸出的直流電壓值直接反映了輸入RF信號的幅度大小。這是因為在整流和濾波過程中，輸出的直流電壓與輸入信號包絡的峰值幅度存在一定的線性關系。

• 操作：使用電壓表直接測量檢波器輸出的直流電壓。例如，在一個簡單的調幅廣播接收機中，二極管包絡檢波器將調幅的RF信號解調為音頻信號，同時其輸出直流電壓也能體現輸入RF信號的幅度，用電壓表測量該電壓就能知道信號幅度情況。

• 校準曲線輔助測量

• 原理：由于實際電路中可能存在非線性因素，輸出的直流電壓與輸入信號幅度之間的關系并非完全理想的線性關系。通過建立校準曲線，可以更準確地根據輸出電壓得到輸入信號的幅度。

• 操作：使用標準信號源產生一系列已知幅度的RF信號，分別輸入到二極管包絡檢波器中，測量對應的輸出直流電壓，繪制出輸入信號幅度與輸出直流電壓的校準曲線。在實際測量時，測量輸出直流電壓后，通過查校準曲線即可得到輸入信號的幅度。

測量信號功率的方式

• 基于幅度與功率關系計算

• 原理：在已知負載電阻的情況下，信號功率與幅度存在平方關系，即P=RV2，其中P為功率，V為信號幅度對應的電壓，R為負載電阻。

• 操作：先通過上述幅度測量方法得到輸入信號的幅度（電壓），再測量檢波器輸出端的負載電阻值，最后根據功率公式計算出輸入信號的功率。例如，若測量得到輸出直流電壓為V=0.5V，負載電阻R=50Ω，則輸入信號的功率P=RV2=500.52=0.005W=5mW。

• 結合功率計校準

• 原理：使用專業的功率計對二極管包絡檢波器進行校準，建立檢波器輸出直流電壓與輸入信號功率之間的對應關系。

• 操作：用標準信號源產生不同功率的RF信號，分別輸入到二極管包絡檢波器中，同時用功率計測量對應的輸入信號功率，并記錄下檢波器的輸出直流電壓。通過多次測量，繪制出輸入信號功率與輸出直流電壓的校準曲線或表格。在實際測量時，測量檢波器的輸出直流電壓，然后根據校準曲線或表格直接得到輸入信號的功率。

實際應用中的注意事項

• 動態范圍限制：二極管包絡檢波器的動態范圍相對較窄，當輸入信號幅度過大時，二極管可能會進入飽和區，導致輸出電壓不再隨輸入信號幅度線性變化，測量結果不準確；當輸入信號幅度過小時，輸出電壓可能被噪聲淹沒，無法準確測量。因此，需要根據實際測量需求選擇合適的二極管和電路參數，以確保輸入信號幅度在檢波器的線性工作范圍內。

• 頻率響應：二極管包絡檢波器對不同頻率的RF信號響應可能不同，存在一定的頻率限制。在選擇檢波器時，需要考慮輸入信號的頻率范圍，確保檢波器在該頻率范圍內能夠正常工作。

• 溫度影響：溫度變化可能會影響二極管的特性，從而影響檢波器的輸出。在實際應用中，可能需要進行溫度補償或校準，以提高測量的準確性。