电子测量课程设计报告

目录

绪论 (2)

第一章检波器简介 (3)

1.1检波器的作用 (3)

1.2 检波器的分类 (3)

1.2.1包络检波器 (4)

1.2.2同步检波器 (5)

1.3 峰值检波器工作原理 (5)

第二章系统设计方案 (7)

2.1 工作原理图 (7)

2.2 元件清单 (8)

第三章元器件介绍 (9)

3.1 LF398 (9)

3.2 LM311 (11)

3.3 稳压二极管 (12)

第四章峰值检波器的测试及性能指标 (14)

4.1 性能测试 (14)

4.1.1 测量交流信号： (14)

4.1.2 测量具有直流分量的交流信号： (14)

4.2 性能指标 (15)

4.3 电路分析 (15)

第五章系统分析 (15)

5.1 系统的测量范围 (15)

5.2 测量精度 (16)

5.3 测量误差 (16)

5.4 系统调试注意事项 (16)

5.5 系统设计存在的不足 (16)

第六章实验总结 (17)

参考文献： (18)

绪论

电子测量与虚拟仪器课程设计是电子科学与技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。峰值检波器功能实现要求在已学习的基础上，通过硬件的连接设计和软件的模拟、仿真设计实现峰值检波的功能，这项设计对检验我们的学习成绩、提高我们的动手能力、锻炼独立思考等方面有重要的意义。

自20世纪90年代以来，作为测试技术与计算机技术完美结合的产物——虚拟仪器得到了迅猛发展，使得测量仪器和测量技术产生了深刻的变化。虚拟仪器技术综合运用了计算机技术、数字信号处理技术、标准总线技术和软件工程的方法，代表了测量仪器与自动测试系统未来的发展方向。虚拟仪器可广泛应用于电子测量、振动分析、声学分析、故障诊断、航天航空、军事工程、电力工程、机械工程、铁路交通、地质勘探、生物医疗、教学及科研等诸多方面。无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员，虚拟仪器在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎，这都归功于其直观化的图形编程语言。虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流，同时地图化的用户界面直观地显示数据，使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。

《电子测量技术基础》正是掌握测量技术与虚拟仪器的入门课程，它偏重于实际应用的课程，要求我们在学好理论知识的基础上，培养一定的实践动手操作能力，将所学的理论知识和实践有机结合。电子测量与虚拟仪器课程设计是对《电子测量技术基础》课程理论知识教学和实验教学的综合和总结。

通过该课程设计，使我们对微型计算机系统的基本结构和硬/软件的工作原理有一个整体的认识，将所学的理论知识和实践有机结合，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实践问题的能力，锻炼和提高同学们的实践动手能力。

第一章检波器简介

1.1检波器的作用

检波器，是检出波动信号中某种有用信息的装置。用于识别波、振荡或信号存在或变化的器件。检波器通常用来提取所携带的信息。检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。

从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。用以完成这个任务的电路称为检波器。最简单的检波器仅需要一个二极管就可以完成，这种二极管就被称做检波二极管。

目前，集成射频检波器现已得到了广泛的应用，而且每当要求更高的灵敏度和稳定性时，集成射频检波器有代替传统的二极管检波器的趋向。

从调幅波中恢复调制信号的电路，也可称为幅度解调器。与调制器一样，检波器必须使用非线性元件，因而通常含有二极管或非线性放大器。

1.2 检波器的分类

检波器分为包络检波器和同步检波器。前者的输出信号与输入信号包络成对应关系，主要用于标准调幅信号的解调。后者实际上是一个模拟相乘器，为了得到解调作用，需要另外加入一个与输入信号的载波完全一致的振荡信号（相干信

号）。同步检波器主要用于单边带调幅信号的解调或残留边带调幅信号的解调。

1.2.1包络检波器

图2是典型的包络检波电路。由中频或高频放大器来的标准

调幅信号ua(t）加在L1C1回路两端。经检波后在负载RLC上产生随ua(t）的包络而变化的电压u(t），其波形如图2所示。这种检波器的输出u(t）与输入信号ua(t）的峰值成正比，所以又称峰值检波器。包络检波器的工作原理可用图2的波形来说明。在t1

1.2.2同步检波器

图3为同步检波器的框图。模拟相乘器的一个输入为一单频调制的单边带调幅信号，即us(t)＝Umcos(ωct＋Ωmt),其中ωc为载波信号角频率,Ωm为调制信号角频率；另一输入是本机产生的相干信号，即uc(t)＝Uccos ωct,则乘法器的输出电压u0(t)和uS(t)和uc(t)的乘积成正比，即

u0(t)=KuS(t)*uc(t)式中K为一比例常数。u0(t)中包括两项，一项为高频项(2ωc+Ωm),另一项为低频项(Ωm)。通过低通滤波器后将高频项滤除，即得到和调制波成对应关系的输出。uc(t) 通常可用本地振荡器或锁相环产生。同步检波器的抗干扰性能比包络检波器优越，但是它的电路比较复杂。随着电子技术的进步，这种解调方法的应用日益广泛。

1.3 峰值检波器工作原理

在电子设备中，常要求对信号的峰值进行检波：如大动态范围的正弦信号经对数压缩后，为了得到反映正弦信号的有效值，就不能用一般的平均值或有效值检波器，而只能用峰值检波器。峰值检波器是一个能记忆信号峰值的电路，其输出电压的大小，一直追随输入信号的峰值，而且保持在输入信号的最大峰值。