2移相器相敏检波器实验

实验二移相器相敏检波器实验
、实验目的：了解移相器、相敏检波器的工作原理。

、基本原理：
1、移相器工作原理：
图中，IC1、R|、R2、R3、C1构成一阶移相器(超前)，在R2=R1的条件下，其幅频特性和相频特性分别表示为：
K Fi(j 3 )=Vi/V 仁-(1-j 3 F3C i)/(1+j 3 F3C1)
K F1(3 )=1
-1
① F1(3 )=- JI -2tg 3 R3Cl
其中：3 =2J f,f为输入信号频率。

同理由IC2,R4,R5,R W,C3构成另一个一阶移相器(滞后)，在R S=F4条件下的特性为：
K F2(j 3 )=Vo/V 仁-(1-j 3 RwC"(1+j 3 RwC)
K F2( 3 )=1
-1
① F2( 3 )=- J -2tg 3 RwC
由此可见，根据幅频特性公式，移相前后的信号幅值相等。

根据相频特性公式，相移角度的
大小和信号频率f及电路中阻容元件的数值有关。

显然，当移相电位器R W=0上式中①F2=0 ,
因此①F1决定了图7—1所示的二阶移相器的初始移相角：
1
即① F=Q F1=- J -2tg 2 J fR3C1
若调整移相电位器R W则相应的移相范围为：△①F=Q F1-①F2=-2tg -12 J fR3C1+2tg-12 J f A R W(3 已知F3=10K Q ,8=6800p, △ Rw=10k Q ,C3=0.022卩F,如果输入信号频率f 一旦确定，即可计算出图2—1所示二阶移相器的初始移相角和移相范围。

AC
2、相敏检波器工作原理:
图2 — 2为相敏检波器(开关式)原理图与调理电路中的相敏检波器面板图。

图中， 为交流参考电压输入端， DC 为直流参考电压输入端，
Vi 端为检波信号输入端， Vo 端为检波
输出端。

原理图中各元器件的作用： C1交流耦合电容并隔离直流； A1反相过零比较器，将参考 电压正弦波转换成矩形波(开关波
+14V 〜-14V ) ; D1二极管箝位得到合适的开关波形
V7
<0V (0〜-14V ),为电子开关 Q1提供合适的工作点；Q1是结型场效应管，工作在开或关 的状态；A2工作在反相器或跟随器状态；
R6限流电阻起保护集成块作用。

关键点：Q1是由参考电压 V7矩形波控制的开关电路。

当
V7= 0V 时，Q1导通，使 A2
的同相输入5端接地成为倒相器，即 V3= -V1 (Vo = -Vi )；当V7v 0V 时，Q1截止(相当于 A2的5端接地断开)，A2成为跟随器，即 V3= V1 (Vo = Vi )。

相敏检波器具有鉴相特性，输 出波形V3的变化由检波信号 V1 (Vi )与参考电压波形 V2 (AC )之间的相位决定。

下图 8 — 3为相敏检波器的工作时序图。

图2 — 2相敏检波器原理图与面板图
，按图8 — 4
示意接线，检查接线无误后，合上主、副电源开关,
=1KHz 幅
2、正确选择双线（双踪）示波器的“触发”方式及其它 0.5mS 〜O.lmS V3 -
!■] K
z\
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V
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母
厂、
C\
w
A
V
M
VT.
n
1
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V3
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图2—3相敏检波器工作时序图
三、需用器件与单元：显示面板中的土 2V 〜±10V 步进可调直流稳压电源、
音频振荡器;
调理电路面板中的移相器、相敏检波器单元；双踪示波器
（自备）。

四、实验步骤：
（一） 移相器实验
1、调节显示面板音频振荡器的幅度为最小（幅度旋钮逆时针轻轻转到底）
范围内选择；VOLTS/DIV: 1V 〜5V 范围内选择）设置。

3、调节移相器的移相电位器 （逆时针到底OK Q 〜顺时针到底10K Q 变化范围），用示波 器可测定移相器的初始移相角（①
F = © F 1）和移相范围△①F 。

调节音频振荡
度适中（
4、改变输入信号LV频率，调节移相电位器观察相应的移相变化。

测试完毕关闭主电源。

?能理解相敏
（二）相敏检波器实验
1、将显示面板中的土 2V 〜土 10V 步进可调直流稳压电源切换到 2V 档，调节显示面板音
频振荡器的幅度为最小
（幅度旋钮逆时针轻轻转到底），再按图2— 5示意接线。

检查接线无
误后合上主电源，调节音频振荡器频率
f=5KHz 左右，幅度 Vp-p=5V ;结合相敏检波器的原
理图和工作原理，分析观察相敏检波器的输入、输出波形关系。

图2—5相敏检波器跟随、倒相实验接线示意图
2、 将相敏检波器的 DC 参考电压改接到-2V （Vo-），观察相敏检波器的输入、输出波形 关系。

关闭主电源。

3、 按图2— 6示意图接线，合上主电源， 分别调节移相电位器和音频信号幅度，结合相 敏检
波器的原理图和工作原理，分析观察相敏检波器的输入、输出波形关系。

图2 — 6相敏检波器检波实验
4、 将相敏检波器的 AC 参考电压改接到180°,分别调节移相电位器和音频信号幅度, 观察相敏检波器的输入、输出波形关系。

5、 作出相敏检波器检波实验的工作时序波形图，实验完毕关闭主、副电源。

五、思考题：
通过移相器、相敏检波器的实验是否对二者的工作原理有了更深入的理解 检波器同时具有鉴幅、鉴相特性吗。