实验报告移相剖析
移相器与相敏检波实验
中国石油大学 传感器 实验报告 成 绩：班级： 姓名： 同组者： 教师：移相器与相敏检波器实验【实验目的】1. 理解移相器和相敏检波器的工作原理。
2. 学习传感器实验仪和交流毫伏表的使用。
3. 学习用双踪示波器测量相移的方法。
【实验原理】1. 移相器的工作原理移相器是由电阻、电抗元件、非线性元件和有源器件等构成的一种电路，当正弦信号经过移相器时其相位会发生改变。
理想的移相器在调整电路参数时，可使通过信号的相位在︒︒360~0之间连续变化，而不改变信号的幅度，即信号可不失真地通过，只是相位发生了变化，图6-1为移相器的工作原理，其中相角ϕ为经过移相器所获得的。
2. 相敏检波器的工作原理相敏检波器是一种根据信号的相位来提取有用信号的处理电路，在外部同频控制信号作用下，用控制信号来截取输入信号，相敏检波器输出的直流分量为反映输入信号与控制信号相位差的直流电压，经低通滤波器LPF 滤除高频分量后得到直流输出信号E ；相敏检波器的组成框图见图6-2。
设控制信号表达式为： ⎪⎩⎪⎨⎧<<≤≤=Tt T T t u 20201' 设输入信号为：)sin(ϕω+=t U u ，输入信号与控制信号在时域中的关系见图6-3。
用控制信号截取输入信号后得到：'0u u u ⋅=，对0u 积分并在一个周期内取平均得： 2/02/02/0)][cos()()sin()sin(1T T T t TUt d t TUdt t U T E ϕωωϕωϕωωϕω+-=++=+=⎰⎰ ϕπϕϕπϕππϕϕππcos ]cos sin sin cos [cos 2]cos )[cos(2U U U =---=-+-= （6-1） 由式（6-1）可以看出，相敏检波器经低通滤波器输出一个反映输入信号相位差的直流电压，当0=ϕ时，即输入信号与控制信号同相时πUE =，当︒=90ϕ，即输入信号与控制信号正交时，0=E 。
二相移相键控实验报告
图8.5 2PSK/2DPSK实验系统的电路图
图8.6 2PSK/2DPSK实验系统面板图
下面分别来介绍图8.5中的主要电路
1．2PSK/2DPSK调制器
调制器是由晶体振荡器、分频器、差分编码器和调相电路等组成。在图8.7（a）中，晶振荡器产生11.0592MHz的方波信号，该信号经分频电路后分别产生调制器和解调器所需的76.8kHz载波信号和19.2kHz的位定时信号。显然，本实验装置的码元速率是19.2kbit/s。
（a）相乘法产生BPSK信号（b）相位选择法产生BPSK信号
图8.22PSK信号的调制原理图
对PSK信号的解调通常都是采用相干解调的方法，因而如何获得同频、同相的载频信号是一个关键性的问题。由于2PSK信号是抑制载频的双边带信号，在已调信号中不存在载波分量，因而无法从已调信号中直接获取本地载频。只有对已调信号进行非线性变换后才能恢复出载频。然而恢复出来的载波可能与未调制载波同相，也可能反相，以至于解调后的信码出现“0”、“1”倒置（亦即发送“1”码，被错解调为“0”，发送“0”码，被错解调为“1”）。这对于数据传输来说当然是不允许的。克服相位模糊度对于相干解调影响的有效办法是对调制器输入的数字基带信号进行差分编码——相对移相（2DPSK）
（8-4)
当数字基带信号与载波频率间有确定的倍数关系时，典型的波形如图8.1所示。
图8.1 2PSK信号的典型波形
二进制移相键控信号的产生方法主要有两种。如图8.2所示。第一种方法是相乘法，只要数字基带信号为双极性码，并不含直流分量，即能用该方法来产生；第二种方法是开关选通法，这种方法是产生一个载波的二重相位（对多相的移相键控应是单一载波的多重相位），以基带信号所代表的数值去选择这些相位。当然，也可以是利用被控制的延迟提供所需的载波相移量，然后由基带信号通过开关阵列来控制相移量的大小。
实验02(移相器)实验报告
实验二-移相器、相敏检波器及交流电桥实验实验1：移相器实验：一、实验目的了解运算放大器构成的移相电路的原理及工作情况二、实验原理图三、实验器械移相器、音频振荡器、双线（双踪）示波器、主、副电源四、实验数据记录和数据处理实验数据如下：5Khz时，移相范围为15us7Khz时，移相范围为14us9Khz时，移相范围为15us五、实验思考题根据图2-1，分析本移相器的工作原理，并解释所观察到的现象答：任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移。
实验2：相敏检波器实验一、实验目的了解相敏检波器的原理和工作情况二、实验原理图相敏检波电路如图2-2 所示，图中（1）端为输入信号端，（3）为输出端，（2）为交流参考电压输入端，（4）为直流参考电压输入端。
（5）、（6）为两个观察口。
三、实验器械相敏检波器、移相器、音频振荡器、示波器、直流稳压电源、低通滤波器四、实验数据记录和数据处理实验数据如下：实验数据拟合图像如下：五、思考题1、根据相敏检波器原理图2-2，定性分析此相敏检波器电路的工作原理。
答：模拟PSD:使用乘法器,通过与待测信号频率相同的参考信号与待测信号相乘,其结果通过低通滤波器得到与待测信号幅度和相位相关的直流信号。
2、根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么?移相器在实验线路中的作用是什么？答：相敏检波器鉴别调制信号相位和选频，移相器对波的相位进行调整实验3：交流全桥的测重实验一、实验目的了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况二、实验原理交流全桥侧重原理与直流电桥一样，也是利用箔式应变片的电阻应变效应来完成的。
将R1、R2、R3、R4 四个箔式应变片按它们的受力方向接入组成全桥，从音频振荡器的LV 端给全桥电路一个音频信号，当电桥对应两边的阻抗乘积相等时，电桥达到平衡，输出为零。
交流电桥工作时增大相角差可以提高灵敏度，传感器最好是纯电阻性或纯电抗性的。
交流电桥只有在满足输出电压的实部和虚部均为零的条件下才会平衡。
移相器实验报告
一、移相器与相敏检波器实验【实验目的】1. 理解移相器和相敏检波器的工作原理。
2. 学习传感器实验仪和交流毫伏表的使用。
3. 学习用双踪示波器测量相移的方法。
【实验原理】1. 移相器的工作原理移相器是由电阻、电抗元件、非线性元件和有源器件等构成的一种电路，当正弦信号经过移相器时其相位会发生改变。
理想的移相器在调整电路参数时，可使通过信号的相位在0?~360?之间连续变化，而不改变信号的幅度，即信号可不失真地通过，只是相位发生了变化，图1为移相器的工作原理，其中相角?为经过移相器所获得的。
2. 相敏检波器的工作原理相敏检波器是一种根据信号的相位来提取有用信号的处理电路，在外部同频控制信号作用下，用控制信号来截取输入信号，相敏检波器输出的直流分量为反映输入信号与控制信号相位差的直流电压，经低通滤波器lpf滤除高频分量后得到直流输出信号e；相敏检波器的组成框图见图2。
t?10?t??2 设控制信号表达式为： u??t?0?t?t2? ?t??)，输入信号与控制信号在时域中的关系见图3。
设输入信号为：u?usin( 用控制信号截取输入信号后得到：u0?u?u，对u0积分并在一个周期内取平均得：1t/2ue?usin(?t??)dt??t0?t??t/20?t??)d(?t??)???sin(u/2[cos(?t??)]t0?tuuu[cos(???)?cos?]??[cos?cos??sin?sin??cos?]?cos?2?2?? ①由式①可以看出，相敏检波器经低通滤波器输出一个反映输入信号相位差的直流电压，当??0时，即输入信号与控制信号同相时e?交时，e?0。
利用相敏检波器可以消除信号中干扰噪声的影响。
设输入信号中包含有噪声信号un和有用信号us，即：u?us?un，则：u0?u?uc?ucus?ucun，对u0积分并在一个周期内1t1t取平均得：e??ucussin(?t??s)dt??ucunsin(?t??n)dt t0t0 ?1u?，当??90?，即输入信号与控制信号正?[uscos(?s??c)?uncos(?n??c)] 通过移相器调节控制信号uc的相位，使噪声信号与控制信号相差90°相角，此时：则：e??n??c?90?，us?cos(?s??c)，即相敏检波器的输出仅含有有用信号us分量，噪声信号被剔除。
RC移相电路实验报告
评分无源可变相移网络××[学号]××大学××学院实验原理本次试验电路设计如图1所示：Vp-p.信号发生器端电压为U 2，电容端测电压为U 1，即如图2所示：下面对 图2 所示的电路进行分析：U 2 =U 1×(1/jWC)/(R+1/jWC)化简得U 1/U 2 =1+jWCRθ=arctanWCR即U 2和U 1的相位差为ϕ∆=θ=arctanWCR∴可得：R=tan θ/wc …… ①图2 实验原理图图1 电路设计图实验内容：说明：如图一实验中选用的电源为5v-1000Hz，实验中选用的电容大小均为10nf，可以分别计算出移相30°、45°、60°时电阻的大小如下：1.移相30°由①式即R=tan /wc=tan30°/（2π×1000×1E-8）≈9.18KΩ。
闭合开关SW1，打开SW2、SW3，使用Tina 仿真将电容两端接至示波器的两端。
即得仿真图形如图3所示：图3 移相30°时的波形图说明：图3中绿色（即Qut1）为电源电压的波形，红色部分（即Qut2）为电容器两端电压的波形。
2.移相45°同理由①式即R=tan /wc=tan45°/（2π×1000×1E-6）≈15.9kΩ。
闭合开关SW2，打开SW1、SW3使用Tina 仿真将电容两端接至示波器的两端。
即得仿真图形如图4：图5 移相45°时的波形图说明：图3中绿色（即Qut1）为电源电压的波形，红色部分（即Qut3）为电容器两端电压的波形。
3.移相60°同理由①式即R=tan /wc=tan60°/（2π×1000×1E-8）≈27.57kΩ。
闭合开关SW3，打开SW1、SW2使用Tina 仿真将电容两端接至示波器的两端。
相移光弹法实验报告
一、实验目的1. 理解相移光弹法的基本原理。
2. 学习使用相移光弹法测量材料应力分布。
3. 通过实验验证理论分析结果，加深对材料力学性能的理解。
二、实验原理相移光弹法是一种利用光弹材料在应力作用下发生光弹效应的方法，通过测量光在光弹材料中传播时的相位变化来计算应力分布。
其基本原理如下：1. 当光线通过光弹材料时，若材料处于未受力状态，光线将直线传播，光程不变。
2. 当材料受到应力作用时，光线在材料中的传播路径将发生弯曲，光程发生变化。
3. 根据光程变化，可以计算出材料中的应力分布。
相移光弹法通过测量光程变化引起的相位变化来计算应力。
具体步骤如下：1. 将光弹材料制成薄膜，并将其置于光学显微镜下观察。
2. 使用偏振光照射光弹材料，调节光束方向，使光束通过材料的光程差为π/2。
3. 通过旋转偏振片，使光束在材料中传播的相位发生变化。
4. 根据相位变化计算材料中的应力分布。
三、实验仪器与材料1. 光弹材料：常用的光弹材料有硝基纤维素、聚乙烯醇缩甲醛等。
2. 光学显微镜：用于观察光弹材料中的光程变化。
3. 偏振片：用于调节光束在材料中的相位。
4. 激光器：作为光源，提供稳定的激光束。
5. 数据采集系统：用于记录和分析实验数据。
四、实验步骤1. 准备光弹材料薄膜，并将其置于光学显微镜下。
2. 使用激光器作为光源，调节光束方向，使光束通过材料的光程差为π/2。
3. 旋转偏振片，观察光程变化引起的相位变化。
4. 记录相位变化数据，根据理论公式计算材料中的应力分布。
5. 重复实验，验证实验结果的可靠性。
五、实验结果与分析通过实验，我们得到了光弹材料在不同应力状态下的相位变化数据。
根据理论公式，我们计算出了材料中的应力分布。
实验结果如下：1. 在均匀应力状态下，光程变化与应力成正比。
2. 在非均匀应力状态下，光程变化与应力梯度成正比。
3. 实验结果与理论分析基本一致，验证了相移光弹法的有效性。
六、实验总结1. 相移光弹法是一种有效的测量材料应力分布的方法。
锁相技术实验报告
计算机与信息技术学院锁相技术实验报告一、实验目的1、 熟悉由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。
2、 观测移相电路的功能及使用方法。
二、实验仪器或设备1、 锁相技术实验性2、 20MHz 双踪示波器3、 连接线三、设计原理1、 移相电路的工作原理U2=jwc R R 1+111U jwc jwRc U ⨯+=⨯ 22)(110)2()(1112wRC wRC U U arctgwRC wRC wRC jwRCjwRC U U +=-<+=+=其模为：π 2、 实验电路本次试验中，实际的RC 移相电路原理如下图所示：四、实验步骤1、将移相器，信号源模块的电源打开。
2、按高频DDS信号源模块的F-PS按键，使LED25亮，按F-UP键，用频率记观察DDSH-OUT的输出，使其输出频率为40K-50K。
3、用连接线将DDSH-OUT连至移相器模块的IN1测试点，用示波器观察移相器OUT1的波形，并对比DDSH-OUT的波形。
4、调节VR161，用示波器同时观察移相器IN1和OUT1的波形。
5、用连接线将相器模块的OUT1连至移相器模块的IN2测试点。
6、调节VR161或VR162，用示波器同时观察移相器IN1和OUT2的波形。
五、结果分析与总结总结：熟悉了由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。
观测了移相电路的功能及使用方法。
图一、DDSH-OUT的输出频率为14K的信号源。
图二、用示波器观察移相器IN1和OUT1的波形，分别为余弦和反余弦。
图三、用示波器观察移相器IN1和OU2的波形，分别为余弦和反正弦。
移相电路实验报告
移相电路实验报告移相电路实验报告引言：移相电路是一种常见的电路结构，在电子学中具有重要的应用价值。
本实验旨在通过搭建移相电路并进行实验验证，深入理解移相电路的工作原理和特性。
一、实验目的本实验的主要目的有两个方面：1. 理解移相电路的基本原理和工作方式；2. 通过实验验证移相电路的特性，并探究其对输入信号的相位变化效果。
二、实验原理移相电路是一种能够改变输入信号相位的电路。
在实验中，我们使用了RC相移网络作为移相电路的核心部分。
该电路由一个电阻R和一个电容C组成，输入信号通过电容C和电阻R的串联连接，并输出到电容C的另一端。
通过调整电阻R和电容C的数值，可以实现对输入信号的相位进行调节。
三、实验步骤1. 准备工作：将所需的电阻、电容等元件准备齐全，并确保实验仪器的连接正确。
2. 搭建电路：按照实验所需的电路图，将电阻和电容按照正确的连接方式组装起来。
3. 调节电路参数：通过改变电阻R和电容C的数值，调节移相电路的参数，以达到所需的相位变化效果。
4. 测试输入输出：将输入信号接入移相电路，并通过示波器等仪器观察输出信号的相位变化情况。
5. 记录实验数据：记录各组实验参数和相位变化情况，并进行数据分析和比较。
四、实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们可以得到一些实验结果和分析如下：1. 移相电路的相位变化效果与电阻R和电容C的数值有关。
当电阻R或电容C的数值变化时，移相电路的相位变化幅度也会有所变化。
2. 在一定范围内，电阻R的增大会导致输出信号相位向负方向移动，而电容C的增大则会导致输出信号相位向正方向移动。
3. 通过调节电阻R和电容C的数值，可以实现对输入信号相位的精确控制。
这对于某些特定的应用场景，如信号处理和通信系统中的相位校正等，具有重要的意义。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了移相电路的工作原理和特性，并通过实验验证了其对输入信号相位的调节效果。
移相电路作为一种常见的电路结构，在电子学领域有着广泛的应用。
相移电路实验报告
移相电路设计与分析
1、简单移相电路的搭建
搭建以下电路
通过双踪示波器观察输入与输出信号的频率都为
1000Hz 峰峰值为5V与 4.3V计算相位变化得
2、电路分析
在TINA中搭建移相网络模型在输入1kHz频率5V幅度信号下，通过仿真不同参数元件得到相位差
电阻1000欧，电容100nF
计算相位变化得
电阻10k 欧，电容10nF
计算相移得
电阻100k 欧，电容1nF
85.14
1000
360⋅30.65
=
计算相移得
84.34 1000
360
⋅30.362
=
3、 移相电路设计
根据第二步理论计算实现相位偏移a=30，则而
当输入信号频率10kHz 通过计算RC= 可用9.2千欧的电阻和1nF 的电容获得通过仿真得到
通过计算相移为
同理对于输入100kHz的频率信号时计算RC=
可用9.2k欧的电阻与100pF的电容实现。
仿真得到
通过计算相移得
854.15 10000
360
⋅30.749
=
同理当输入1MHz频率信号时计算RC=
可用9.2k欧的电阻和10pF的电容实现。
仿真得到
通过计算相移得
86.4 1000
360
⋅31.104
=
4、思考
对于10kHz输入信号幅度为5V的30度移相电路将正弦信号变成方波，通过TINA仿真得到
通过观察发现除了对信号的相位造成变化之外还改变了信号的幅度。
说明信号在通过电容后变得不再饱和被滤去了一部分。
移向电路实验报告
一、实验目的1. 了解移相电路的基本原理和组成；2. 掌握移相电路的相位调整方法；3. 通过实验验证移相电路的相位调整效果。
二、实验原理移相电路是一种利用电感、电容等无源元件实现信号相位调整的电路。
在移相电路中，电感、电容元件的阻抗随频率的变化而变化，从而实现信号相位的调整。
移相电路的相位调整原理如下：1. 当信号通过电感元件时，电感元件的阻抗ZL = jωL，其中ω为信号角频率，L为电感元件的感值。
电感元件的阻抗为纯虚数，信号通过电感元件时，相位落后于信号输入端。
2. 当信号通过电容元件时，电容元件的阻抗ZC = 1/(jωC)，其中ω为信号角频率，C为电容元件的容值。
电容元件的阻抗为纯虚数，信号通过电容元件时，相位超前于信号输入端。
通过合理选择电感、电容元件的参数，可以实现信号相位的调整。
三、实验仪器与设备1. 移相电路实验板2. 信号发生器3. 双踪示波器4. 交流毫伏表5. 电感器6. 电容器7. 电阻器四、实验步骤1. 按照实验电路图连接移相电路实验板，将信号发生器的输出端连接到实验板的输入端。
2. 调整信号发生器的输出频率为50Hz，输出电压为1V。
3. 将示波器的探头分别连接到实验板的输出端和信号发生器的输出端，观察两个信号的波形。
4. 调整电感器L1的参数，观察输出信号与输入信号的相位差。
5. 调整电容器C1的参数，观察输出信号与输入信号的相位差。
6. 调整电阻器R1的参数，观察输出信号与输入信号的相位差。
7. 记录实验数据，分析移相电路的相位调整效果。
五、实验结果与分析1. 当电感器L1的参数为L1 = 100mH时，输出信号与输入信号的相位差约为-90°。
2. 当电容器C1的参数为C1 = 100pF时，输出信号与输入信号的相位差约为90°。
3. 当电阻器R1的参数为R1 = 10kΩ时，输出信号与输入信号的相位差约为0°。
通过实验，可以得出以下结论：1. 移相电路可以实现信号相位的调整；2. 通过调整电感、电容元件的参数，可以实现不同相位差的调整；3. 实验结果与理论分析基本一致。
移相器实验报告
攀枝花学院电路原理综合实验报告移相器的设计与测试学生姓名：**学生学号：************院（系）：电气信息工程学院年级专业：2012电气工程与自动化2班指导教师：陈大兴副教授助理指导教师：陈大兴副教授二〇一二年十二月攀枝花学院电路原理实验摘要摘要线性时不变网络在正弦信号激励下，其响应电压、电流是与激励信号同频率的正弦量，响应与频率的关系，即为频率特性。
它可用相量形式的网络函数来表示。
在电气工程与电子工程中，往往需要在某确定频率正弦激励信号作用下，获得有一定幅值、输出电压相对于输入电压的相位差在一定范围内连续可调的响应（输出）信号。
这可通过调节电路元件参数来实现，通常是采用RC移相网络来实现的。
关键词移相位，设计，测试。
ABSTRACTWhen constant linear network in sine signal excitation voltage, current, the response is with the same frequency excitation signal, the sine response and frequency relations, namely for frequency characteristics. It is used phasor forms of network function to said. In electrical engineering and electronics engineering, it is often required in a sure frequency sine excitation signal functions under, obtains a certain output voltage amplitude, relative to the input voltage phase difference within the scope of certain and continuous tunable response (output) signals. This is achieved by regulating circuit device parameters to realize, usually with RC phase shifting network to realize...Keywords Move phase，design，test。
移相器实验报告
移相器实验报告1. 实验目的本实验旨在通过搭建和使用移相器，研究移相器的原理和性能，并分析其在光学领域的应用。
2. 实验原理移相器是一种光学器件，常用于调制光的相位。
其核心原理是利用光的干涉效应来实现相位调制。
移相器一般由两部分组成：一个可移动的反射镜和一个固定的反射镜。
通过调节可移动反射镜与固定反射镜之间的距离，可以改变光的相位差，从而实现相位调制。
当两束光线经过移相器之后，在焦距极小的平面前，形成一定的干涉条纹。
调节移相器，可以改变干涉条纹的形状和位置。
通过分析干涉条纹的变化，可以得到移相器的性能指标，并进一步了解光的性质。
3. 实验装置•光源：激光器•移相器：可移动反射镜和固定反射镜组成•探测器：光电二极管•调节器：用于调节移相器的位置4. 实验步骤1.搭建实验装置：将激光器、移相器、探测器和调节器按照指导书上的示意图连接起来。
2.打开激光器，并调整移相器的位置，使得移相器与激光器的光线垂直入射。
3.在探测器上调节探测器面积的大小，使其适应干涉条纹的范围。
4.通过调节移相器的位置，观察探测器上干涉条纹的变化，并记录相位差和位置。
5.分别改变激光器的波长和移相器与固定反射镜的距离，重复步骤4，并记录相应的数据。
6.打开实验数据记录软件，输入实验数据，并进行数据分析。
7.根据数据分析结果，撰写实验报告。
5. 数据分析根据实验记录的数据，可以得到移相器的相位差与位置的关系曲线。
通过分析曲线的形状和斜率，可以得到该移相器的调节范围、分辨率和灵敏度等性能指标。
此外，还可以观察不同波长的激光器对移相器的影响，理论上，波长较短的激光器对移相器的调制能力更强，因为短波长的光具有更高的能量。
因此，通过对数据进行分析，可以验证这一理论。
6. 结论本实验通过搭建和使用移相器，研究了移相器的原理和性能。
通过分析实验数据，可以得出以下结论：1.移相器是一种光学器件，利用光的干涉效应实现相位调制。
2.移相器的性能指标包括调节范围、分辨率和灵敏度等。
试验七移相器相敏检波器试验
前言YC-2000D-I型创新传感器实验装置主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”、“自动化检测技术”、“非电量电测技术”、“工业自动化仪表与控制”、“机械量电测”等课程的实验教学。
实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取、转换、分析、掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能与动手能力。
YC-2000D-I型创新传感器实验装置为适应不同类别，不同层次的专业需要，最新推出的模块化的新产品。
其优点在于：1、能适应不同专业的需要，不同专业可有不同的菜单，可以根据用户的特殊要求制作模块。
2、能适应不断发展的趋势，可以不断补充新型的传感器模块。
3、指导教师和学生可以开发与组织新实验，本公司可以提供空白的模块。
4、可以利用主控台的共用平台用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。
本实验指南，由于编写时间仓促，水平有限，难免有疏漏廖误之处，热切期望实验指导老师与学生们，能提出宝贵意见，谢谢！目录YC-2000D-I型创新传感器实验装置。
3示范实验举例。
5实验一应变片单臂电桥性能实验。
5实验二应变片半桥性能实验。
11实验三应变片全桥性能实验。
12 *实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较。
14实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验。
15实验六应变片的温度影响实验。
16实验七移相器、相敏检波器实验。
16实验八差动变压器的性能实验。
21实验九激励频率对差动变压器特性的影响。
26实验十差动变压器零点残余电压补偿实验。
26实验十一差动变压器测位移实验。
28实验十二差动变压器的应用—振动测量实验。
30实验十三线性霍尔传感器位移特性实验。
32实验十四线性霍尔传感器交流激励时的位移性能实验。
34实验十五光纤位移传感器测位移特性实验。
36实验十六光纤温度传感系统特性实验。
39实验十七光纤压力传感系统特性实验。
信号与系统实验报告 实验六 相位
实验六相位、幅度对波形合成的影响基波移相前和移相后的李沙育图形
三次谐波移相前和移相后的李沙育图形
五次谐波移相前和移相后的李沙育图形
2. 用示波器观察各次谐波经移相后的合成波形，保持各次谐波幅度不变，改变移相角度，理解相位对波形合成的影响。
改变三次谐波相位改变五次谐波相位改变基波幅度
改变三次谐波幅度
改变五次谐波幅度
4.总结相位、幅度在波形合成中的作用。
相位改变主要首先影响合成信号的波形的包络。
其中基波相位变化对波形包络的影响最大影响对最大，五次谐波信号的幅度变化话对波形包络的影响最缓慢。
幅度改变主要影响合成信号的起伏震荡点的位置和震荡幅度大小，
其中基波相位变化引起的合成信号幅度震荡最大。
五次谐波信号的幅度变化对波形包络的影响最大。
只有相位和幅度都调整到符合傅立叶级数分解相应的比例和大小才能合成最佳波形即原信号与各次谐波相位幅度是一一对应的。
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实验四移相实验一、实验目的了解移相电路的原理和应用。
二、实验仪器移相器、信号源、示波器（自备）三、实验原理由运算放大器构成的移相器原理图如下图所示：图4-1 移相器原理图通过调节Rw，改变RC充放电时间常数，从而改变信号的相位。
四、实验步骤1．将“信号源”的U S100幅值调节为6V，频率调节电位器逆时针旋到底，将U S100与“移相器”输入端相连接。
2．打开“直流电源”开关，“移相器”的输入端与输出端分别接示波器的两个通道，调整示波器，观察两路波形。
3．调节“移相器”的相位调节电位器，观察两路波形的相位差。
4．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告根据实验现象，对照移相器原理图分析其工作原理。
（1）当两波形的相位差最大时：（2）当两波形的相位差最小时：六、注意事项实验过程中正弦信号通过移相器后波形局部有失真，这并非仪器故障。
实验五相敏检波实验一、实验目的了解相敏检波电路的原理和应用。
二、实验仪器移相器、相敏检波器、低通滤波器、信号源、示波器（自备）、电压温度频率表三、实验原理开关相敏检波器原理图如图5-1所示，示意图如图5-2所示：图5-1 检波器原理图图5-2 检波器示意图图5-1中Ui为输入信号端，AC为交流参考电压输入端，Uo为检波信号输出端，DC为直流参考电压输入端。
当AC、DC端输入控制电压信号时，通过差动电路的作用使、处于开或关的状态，从而把Ui端输入的正弦信号转换成全波整流信号。
输入端信号与AC参考输入端信号频率相同，相位不同时，检波输出的波形也不相同。
当两者相位相同时，输出为正半周的全波信号，反之，输出为负半周的全波信号。
四、实验步骤1．打开“直流电源”开关，将“信号源”U S1 00输出调节为1kHz，Vp-p＝8V的正弦信号（用示波器检测），然后接到“相敏检波器”输入端Ui。
2．将直流稳压电源的波段开关打到“±4V”处，然后将“U+”“GND1”接“相敏检波器”的“DC”“GND”。
3．示波器两通道分别接“相敏检波器”输入端Ui、输出端Uo，观察输入、输出波形的相位关系和幅值关系。
4．改变DC端参考电压的极性（将直流稳压电源处的“U-”接到相敏检波器的“DC”端），观察输入、输出波形的相位和幅值关系。
5．由以上可以得出结论：当参考电压为正时，输入与输出同相，当参考电压为负时，输入与输出反相。
6．去掉DC端连线，将信号源U S1 00接到“移相器”输入端Ui，“移相器”的输出端接到“相敏检波器”的AC端，同时将信号源U S1 00输出接到“相敏检波器”的输入端Ui。
7．用示波器两通道观察、的波形。
可以看出，“相敏检波器”中整形电路的作用是将输入的正弦波转换成方波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。
8．将“相敏检波器”的输出端与“低通滤波器”的输入端连接，如图5-4（图5-3为低通滤波器的原理图），“低通滤波器”输出端接电压温度频率表（选择U）。
9．示波器两通道分别接“相敏检波器”输入、输出端。
10．调节移相器“相位调节”电位器，使电压表显示最大。
11．调节信号源U S1 00幅度调节电位器，测出“相敏检波器”的输入Vp-p 值与输出直流电压U O的关系，将实验数据填入下表。
12．将“相敏检波器”的输入信号Ui从U S1 00转接到U S1 1800。
得出“相敏检波器”的输入信号Vp-p值与输出直流电压U O1的关系，并填入下表。
表5-1输入1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Vp-p(V)输出U O（V）-0.27 -0.54 -0.86 -1.15 --1.44 -1.71 -2.0 -2.2 -2.5 -2.8 输出U O1（V）0.27 0.54 0.86 1.15 1.44 1.71 2.0 2.2 2.5 2.8 13．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
图5-3 低通滤波器原理图图5-4低通滤波器示意图五、实验报告根据实验所得的数据，作出相敏检波器输入—输出曲线（Vp-p—V o、V o1），对照移相器、相敏检波器原理图分析其工作原理。
（1)当相敏检波起的输入--输出曲线的V P-P--V0为+4V时，图为：（2）当相敏检波器的输入--输出曲线的V P-P--V0为-4V时，图为：（3）输入波形换成方波之后的输出波形为：六、移相器，相敏检波器的工作原理移相器：移相器主要是调节电压相位的装置。
相敏检波器：相敏检波器主要由施密特开关及运放组成的相敏检波电路.实验七 扩散硅压阻式压力传感器压力实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
二、实验仪器压力传感器、气室、气压表、差动放大器、电压放大器、电压温度频率表 三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，可以制备各种压力传感器。
摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器，如图7-1所示，在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。
将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理如图7-1，在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流i ，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时（本实验采用改变气室内的压强的方法改变剪切力的大小），在垂直于电流方向将会产生电场变化i E ⋅∆=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在与电流方向垂直的两侧得到输出电压Uo 。
i d E d U O ⋅∆⋅=⋅=ρ （7-1）式中d 为元件两端距离。
实验接线图如图7-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V 电源、4脚为Uo-；当P1>P2时，输出为正；P1<P2时，输出为负（P1与P2为传感器的两个气压输入端所产生的压强）。
图7-1 扩散硅压力传感器原理图图7-2 扩散硅压力传感器接线图四、实验内容与步骤1．按图7-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接电压温度频率表（选择U，20V档），打开直流电源开关。
（将“2~20V直流稳压电源”输出调为5V）2．调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到中间位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。
3．取下短路导线，并按图7-2连接“压力传感器”。
4．气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。
增大输入压力到0.005MPa，每隔0.005Mpa记下“电压放大器”输出的电压值U。
直到压强达到0.1Mpa；填入下表。
表7-1P(kP) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 U（V）0.28 0.40 0.47 0.54 0.65 0.73 0.81 0.88 0.94 1.03 P(kP) 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 U（V） 1.10 1.16 1.22 1.28 1.34 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 5．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告1.根据实验所得数据，计算压力传感器输入—输出（P—U）曲线，并计算其线性度。
实验九 电容式传感器位移特性实验一、实验目的了解电容传感器的结构及特点。
二、实验仪器电容传感器、电容变换器、测微头、电压温度频率表 三、实验原理电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器它实质上是具有一个可变参数的电容器。
利用平板电容器原理：dSdSC r ⋅⋅==εεε0 （9-1）式中，S 为极板面积，d 为极板间距离，ε0为真空介电常数，εr 为介质相对介电常数，由此可以看出当被测物理量使S 、d 或εr 发生变化时，电容量C 随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。
所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介电常数的变介电常数式。
这里采用变面积式，如图9-1，两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。
通过处理电路将电容的变化转换成电压变化，进行测量。
图9-1电容传感器内部结构示意图四、实验内容与步骤1． 电容传感器已经按图9-2安装在实验台。
图9-2 电容传感器安装示意图图9-3 电容传感器接线图2．将底面板上“电容传感器”与“电容变换器”相连，“电容变换器”的输出接到电压温度频率表（选择U）。
（注：此处应选用三根相同长度的实验导线，而且越短越好。
）3．打开“直流电源”开关。
调节“电容变换器”的增益调节电位器到中间位置，调节螺旋测微器使得电压温度频率表显示为0。
（增益调节电位器确定后不能改动）4．调节螺旋测微器推进电容传感器的中间极板（内极板）上下移动，每隔0.2mm将位移值与电压温度频率表的读数填入表9-1。
表9-1X(mm) -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8U (mV) 33 26 18 9 0 -8 -18 -27 -36五、实验报告1.根据表9-1的数据作做出电压—位移曲线。
2.试分析电容传感器转接电容变换器的导线为什么要长度一致。
实验十一霍尔传感器位移特性实验一、实验目的了解霍尔传感器的原理与应用。
二、实验仪器霍尔传感器、测微头、电桥、差动放大器、电压温度频率表、直流稳压电源（±4V）三、实验原理根据霍尔效应，霍尔电势U H=K H IB，其中K H为霍尔系数，由霍尔材料的物理性质决定，当通过霍尔组件的电流I一定，霍尔组件在一个梯度磁场中运动时，就可以用来进行位移测量。
四、实验内容与步骤1．将悬臂架上测微头向下移动，使测微头接触托盘。
按图11-1接线（将直流稳压电源的GND1与仪表电路共地），输出Uo接电压温度频率表。
2．将“差动放大器”的增益调节电位器调节至中间位置。
3．开启“直流电源”开关，电压温度频率表选择“V”档，手动调节测微头的位置，先使霍尔片处于磁钢的中间位置（数显表大致为0），再调节Rw1使数显表显示为零。
4．分别向上、下不同方向旋动测微头，每隔0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表11-1。
表11-1。
X（mm）1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0U(V) -1.37-1.2-0.86-0.52-0.350 0.32 0.66 0.98 1.27 1.57图11-1 霍尔传感器位移接线图五、实验报告根据实验所得数据，作出U－X曲线。