传感器实验二

传感器实验二-----移相器和相敏检波器电路性能实验

-----陈晨毅1230230048 一．实验原理。

1.移相器的电路组成：移相器由两级运算放大器构成，其中，运算放大器A1与移相网络R1、R2、W1、C1构成微分电路，实现超前移相器。运算放大器A2与移相网络R4、R5、W2、C2构成积分电路，实现滞后移相器。改变W1和W2的大小，可以改变输出信号的相位，图为移相电路示意图。

图1 移相器电路原理图

2.相敏检波器的电路组成：能够鉴别调制信号的相位，同时还具有选频能力的电子电路，称为相敏检波器，实验仪中的相敏检波器电路组成与面板布局如图所示：

图2 相敏检波电路原理图

相敏检波器模块主要由三部分组成：一是由运算放大器A1构成的整形电路部分，用于对参考信号的处理；二是由场效应管构成的电子开关电路部分，控制相敏检波器；三是由运算放大器A2构成的相敏检波器部分。当（2）端的控制电压为高电平时，二极管D截止，开关管栅极G为低电平，BG截止，相当开关断开。此时，相敏检波器为反相运算放大器，输入与输出信号反相。当（2）端的控制电压为低电平时，二极管D导通，开关管栅极G为高电平，BG导通，相当开关接通。此时，相敏检波器为同相运算放大器，输入与输出信号相同。

二．实验过程。

移相器实验：

1.将音频振荡器的信号引入移相器的输入端（音频信号从0°、180°插口输出均可），开启主、副电源。

2.将示波器的两根线分别接到移相的输入和输出端，调整示波器，观察示波器的波形。

3.调节移相器上的点位器，观察两个波形间相位的变化。

4.改变音频振荡器的频率，观察不同频率的最大移相范围。

相敏检波器实验：

1.根据图的电路接线，将音频振荡器的信号0°输出端输出至相敏检波器的输入端（4），把直流稳压电源＋2V输出接至相敏检波器的参考输入端（1），把示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端（4）和输出端（6）组成一个测量线路。

2.调整好示波器，开启主、副电源，调整音频振荡器的幅度旋钮，示波器输出电压为峰

峰值4V。观察输入和输出波的相位和幅值关系。

3.改变参考电压的极性，观察输入和输出波形的相位和幅值关系。由此可得出结论，当参考电压为正时，输入和输出同相，当参考电压为负时，输入和输出反相。

4.关闭主、副电源，根据图电路重新接线，将音频振荡器的信号从0°输出端输出至相敏检波器的输入端（4），将从0°输出端输出接至相敏检波器的参考输入端（5），把示波器的两根输入线分别接至相敏检波器的输入（4）和输出端（6），将相敏检波器输出端（6）同时与低通滤波器的输入端连接起来，将低能滤波器的输出端与直流电压表连接起来，组成一个测量线路。（此时，F/V表置于Ｖ表20V档）。

5.开启主、副电源，调整音频振荡器的输出幅度，同时记录电压表的读数，填入下表。单位：V

Vip-p 0.5 1 2 3 4 8 16 Vo

6.关闭主、副电源，根据图的电路重新接线，将音频振荡器的信号从0°输出端输出至相敏检波器的输入端（4），将180°输出端输出接至移相器的输入端，将从移相器输出端接至相敏检波器的参考输入端（5），把示波器的两根输入线分别接至相敏检波器的输入端（4）和输出端（6），同时与低通滤波器输入端连接起来，将低通滤波器的输出端与直流电压表连接起来，组成一测量线路。

7.开启主、副电源，转动移相器上的移相电位器，观察示波的显示波形及电压表的读数，使得输出最大。

8.调整音频振荡器的输出幅度，同时记录电压表的读数，填入下表。单位：V

Vip-p 0.5 1 2 3 4 8 16 Vo

三．实验数据。

1.移相器：

1k频率2k频率3k频率

4k频率

2.相敏检波器：

Vip-p 0.5 1 2 3 4 8 16 Vo

0.17

0.68

1.47

2.23

2.94

5.92

10.01

Vip-p 0.5 1 2 3 4 8 Vo

0.42

0.88

1.77

2.56

4.34

8.23

四．分析。

1.阻容RC 不变，则相移将随输入信号的频率而改变。

2.当参考电压为正时，输入和输出同相，当参考电压为负时，输入和输出反相。

3.相敏检波器能够鉴别调制信号的相位，同时还具有选频能力的电子电路。

4.实验2和实验3的仪器一样，可是输入端不一样，实验2中相敏检波器参考输入端①接直流稳压电源+2V ，而实验3接交流电压，若是接了直流稳压电源，将会导致输入峰峰值过大。

5.本次实验了解了移相器和相敏检波器的原理和工作情况，在操作方面，我重新复习了一遍双踪示波器的操作方法和功能，熟练掌握了用双踪示波器读取电压峰值和频率周期的方

0.17

0.681.47

2.23

2.94

5.92

10.01

02468

1012

2

4

6

8

10

12

14

16

18

V o

Vip-p

0.42

0.88

1.77

2.56

4.34

8.23

0123456

7890

1

2

3

456789

V o

Vip-p

法，尤其熟悉对两个通道波形的熟练转换及测量。

五．思考题。

1、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：相敏检波器的作用：具有鉴别调制信号相位和选频作用。

移相器的作用：将信号的相位移动一个角度。

2、当相敏检波器的输入与开关信号同相时,输出是什么极性的什么波,电压表的读数是什么极性的最大值？

答：当相敏检波器的输入信号与开关信号同相时，输出为正极性的全波整流信号，电压表指示正极性方向最大值。