相敏检波电路
第六讲附件相敏检波电路
是负半周，在负载RL上得到的输出电压始终为负。
由此可见，该电路能判别铁芯移动的方向。
U1 0 U2 二级管相敏检 波在U1、U2同 相位时的波形 0 i1 0 i2 0 i3 0 i4 0 i0 0
t
t t t t t t
经过相敏检波电路后，正位移输出正电压， 负位移输出 负电压。差动变压器的输出经过相敏检波以后，特性曲
R
+ u1 + u2 T2
U2
负半周时
u2 i1 R RL
u1 i2 R RL
同理可知i１= i２，所以流经RL的电流为 i０= i１－ i２ =０
D1 R
R
D2
U1 0
D3 R
R T1
i1 RL
D4
u1 + u2 +
T2
U2
i2
当衔铁在零位以上时，位移x(t)> 0，Ｕ１与Ｕ２同频同相 u1 e 2 u2 e 2 i4 i3 正半周时 R RL R RL
D1 R
R D2
U1 0
D3 R T1 D4
R
u1 + u2 U2+T2
u1 正半周时 i4 R RL
电流为 i０= i４－ i３ =０
D1 R
u2 i3 R RL
因为是从中心抽头，所以u1= u２ ，故i３= i４。流经RL的
R D2
U1 0
D3 R T1 i4 RL i3 D4
u1 e1 i2 R RL
D1 R
R D2
U1 0
D3 R RL D4
R
u1 + u2 + T2
相敏检波电路
电子与信息工程学院控制科学与工程系 在理想情况下(忽略线圈寄生电容及衔 铁损耗)，差动变压器的等效电路如图。 初级线圈的复数电流值为
R21
R1 e M1 ～ 21 L21 L1 L22 M2 ～ e22 R22 e2
I 1
e1 R1 jL1
I1
e1
～
ω—激励电压的角频率； e1—激励电压的复数值； 由于Il的存在，在次级线圈中产 生磁通
e1 e2 e21 e22 j M1 M1 R1 jL1
其幅数 输出阻抗 或
M 1 M 2 e1 e2 2 2 R1 L1
R R j L L Z 21 22 21 22
Z
R21 R22 2 L21 L22 2
2．选用合适的测量线路
采用相敏检波电路不仅可鉴别衔铁移动 方向，而且把衔铁在中间位置时，因高 次谐波引起的零点残余电压消除掉。如 图，采用相敏检波后衔铁反行程时的特 性曲线由1变到2，从而消除了零点残余 电压。
1 -x 2 +x 0
相敏检波后的输出特性
电子与信息工程学院控制科学与工程系
3．采用补偿线路
N1I 1 21 Rm1
22
N1 I 1 Rm 2
e1初级线圈激励电压 L1,R1初级线圈电感和电阻 M1,M1 分别为初级与次级线圈 1,2 间的互感 L21,L22两个次级线圈的电感 R21,R22两个次级线圈的电阻
Rm1及Rm2分别为磁通通过初级线圈及两个次级线圈的磁阻， N1为初级线圈匝数。
～220V 稳压电源
振荡器 V
差动变压器
相敏检波电路
这种变送器可分档测量(–5×105～6×105)N/m2压力，输出信号电 压为(0～50)mV，精度为1.5级。
差动变压器的转换电路——相敏检波电路
差动变压器的转换电路——相敏检波电路在动态测量时，假定位移是正弦波，即按x ≈xmSinωt运动。
那么次级输出电压的相位角与衔铁的位移有关。
因此为能确定衔铁的移动方向，还得判别输出电压的相位。
通过相敏检波电路，就能得到既能反映位移大小、又能反映位移方向(极性）的测量信号。
图4-22为相敏检波电路的原理图。
图中四个特性相同的二极管D1~D4串接成一个回路，四个节点1~4分别接到两个变压器A和B的次级线圈上。
变压器A的输入为放大了的差动变压器的输出信号而其输出为u=Ul + u2;变压器B的输人信号为u0，称为检波器的参考信号，它和差动变压器的激励电压共用一个电源。
通过适当的移相电路保证u和u。
同频同相或反相。
是作为辨别极性的标准(参照物)。
Rf为连接在两个变压器次级线圈的中点之间的负载电阻。
经相敏检波电路，当衔铁在零点以上移动时，不论载波在正半周还是负半周，在负载电阻只f 上得到的电压始终为正的信号。
当衔铁在零点以下移动时，负载电阻Rf 上得到的电压始终为负的信号。
即正位移输出正电压,负位移输出负电压；电压值的大小表明位移的大小，电压的正负表明位移的方向。
因此，原来呈V字形的输出特性曲线（见图4-18)就变成了过零点的一条直线，如图4 - 23所。
需要说明的是，经相敏检波和差动整流输出的信号，仍然含有高频分量，因而还需通过低通滤波器滤除高频分量，这样才能获得与衔铁一致的有用信号。
随着集成电路技术的发展,相继出现各种性能的集成电路相敏检波器,例如LZX1单片相敏检波电路。
LZX1为全波相敏检波放大器,它与差动变压器的连接如图4-24(a)所示。
相敏检波电路要求参考电压和差动变压器次级输出电压同频率、相位相同或相反，因此，需要在线路中接人移相电路。
如果位移量很小，在差动变压器的输出端还要接入放大器，将放大后的信号输入到LZX1的输入端。
通过LZX1输出的信号，还需经过低通滤波器，滤去调制时引人的高频信号，只允许与位移x对应的直流电压信号通过。
3 、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是
一、相敏检波的功用和原理1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。
2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。
第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。
对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。
有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。
4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号Ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号Us，将双边带调幅信号Us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号Ux。
这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。
二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。
这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。
二、相敏检波电路的选频与鉴相特性1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。
以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。
对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。
相敏检波电路简介
相 敏 检 波 电 路
将调制信号ux乘以幅值为1的载波信 号就可以得到双边带调幅信号us，将 双边带调幅信号us再乘以载波信号， 经低通滤波后就可以得到调制信号ux。 这就是相敏检波电路在结构上与调制 电路相似的原因。二者主要区别是调 幅电路实现低频调制信号与高频载波 信号相乘，输出为高频调幅信号；而 相敏检波器实现高频调幅信号与高频 载波信号相乘，经滤波后输出低频解 调信号。这使它们的输入、输出耦合 回路与滤波器的结构和参数不同。
相敏检波电路的应用
大气电场中
其他领域中
在电场仪设计中，电 压信号的极性与被测 电场的极性相反。全 波检波后为单一正方 向脉动直流电压信号 ，即保证了微弱感应 电压信号与同步脉冲 信号的同相。因此， 经低通滤波器后输出 一负极性直流电压信 号，即可判断出被测 电场为负电场，从而 实现了被测电场极性 的准确鉴别。
Hale Waihona Puke 数字相敏检波器以及其他多种 测量器具中，相敏检波因其独 特的精确性和稳定性而被广泛 应用于这些器具的制作和使用 中，根据相敏检波的原理,在 LabVIEW环境实现了数字相敏 检波算法,并分析了算法性能。 实验结果表明,整周期采样时, 信噪比低至-20dB时的幅度误 差小于0.2%,相位误差小于 0.7%。为进一步验证,还利用 NI公司的波形生成卡和数据采 集卡模拟了数字相敏检波在实 际中的应用效果。
调 幅 电 路
常用的导磁材料检测方法
磁粉检测
优点：灵敏度高 缺点：不易实现检 测自动化 优点：探头上无零 电势 缺点：灵敏度不够 精准
涡流检测
g
A D2 Xm(t)
e
c
uf
b
D1
a
Rf
D3
d
D4
相敏检波器实验报告
相敏检波器实验报告实验报告：相敏检波器一、实验目的1. 掌握相敏检波器的基本原理和使用方法；2. 学习建立电路和测量电压；3. 熟悉实验现象和结论。
二、实验原理相敏检波器又称同步检波器，是一种基于同步检测原理的电路。
它是通过对两个信号进行相位比较，然后将相位差信号转换成幅度差信号，并进行信号放大，最终在负载上输出较大的直流电压或直流电流。
相敏检波器的基本原理如下：1. 将低频信号（载波）和高频信号（调制信号）分别输入两端口；2. 经过相敏放大器以及相位比较器获取到相位差信号，该信号是一个低频信号；3. 再经过信号放大器将低频信号放大转换为幅度差信号；4. 最终在负载上输出较大的直流电压或直流电流。
三、实验步骤1. 搭建相敏检波器电路，接通电源；2. 调节模拟信号发生器发生载波和调制信号；3. 用示波器观测相敏检波器输出波形，记录幅值和频率；4. 调节相位比较器直流偏置量，观察输出波形的变化并记录；5. 对不同频率和幅值组合的信号进行测量，记录实验数据；四、实验结果我们在实验中测得的相敏检波器输出波形如图所示：（插入实验结果图片）我们可以通过示波器观察到，输出的波形是载波信号和调制信号同步后的直流电压信号，其幅值可通过操作相偏电阻来调节。
同时，我们也发现，当载波和调制信号的频率相同时，输出波形的幅值最大，而当频率相差较大时，输出信号几乎为零。
五、实验结论通过本次实验，我们了解了相敏检波器的基本原理，学习了如何建立电路以及如何测量电压，最终得出了相敏检波器的实验结果。
我们还发现，由于相敏检波器的输出幅值是由相位差信号转化而来，因此在实验中我们需要保证载波和调制信号的相位同步，否则输出的幅值会受到较大的影响。
六、实验感想本次实验让我们深入了解了相敏检波器的原理和用法，在实验过程中我们还学到了多种电路的搭建方法，锻炼了我们的实践操作技能。
同时，我们也意识到实验结果的精确性需要多次测量和数据对比，也体现了实验科研的谨慎和认真。
相敏检波电路的原理及应用
相敏检波电路的原理及应用一、相敏检波电路的基本原理相敏检波电路是一种常见的电路，用于将交流信号转换为直流信号。
它的基本原理是利用二极管的非线性特性，将交流信号的正、负半周分离并转换为直流信号输出。
相敏检波电路结构简单，工作稳定可靠，广泛应用于通信、无线电、雷达以及测量仪器等领域。
二、相敏检波电路的组成部分1.输入信号源：输入信号源可以是来自天线、电磁波接收器或任何其他交流信号源。
2.待检测信号源：待检测信号源是输入信号经过前级放大电路放大后的信号。
3.相敏检波器：相敏检波器一般采用二极管作为核心元件，将待检测信号转换为直流信号。
4.RC滤波电路：RC滤波电路用来平滑输出的直流信号，去掉杂波和干扰。
5.输出负载：输出负载是相敏检波电路输出的直流信号要送达的地方，如示波器、稳压电路等。
三、相敏检波电路的工作原理1.输入信号经过前级放大电路进行放大。
2.经过放大后的信号进入相敏检波器。
3.由于二极管的非线性特性，只有正半周或负半周的信号才能通过二极管。
4.通过二极管的信号被整流，得到一个只包含正半周或负半周的信号。
5.经过RC滤波电路的平滑，得到一个纯净的直流信号。
6.直流信号送往输出负载。
四、相敏检波电路的应用相敏检波电路在通信、无线电、雷达以及测量仪器等领域有着广泛的应用。
1.通信应用：在通信系统中，相敏检波电路常用于解调调制信号，将调制信号转换为原始信号。
例如，调幅（AM）调制信号通过相敏检波电路可以还原为原始的音频信号。
2.无线电应用：在无线电接收机中，相敏检波电路被用于接收和解调无线电信号。
无线电信号经过射频放大器放大后，进入相敏检波电路，通过二极管进行整流。
然后，通过RC滤波电路去除杂波和干扰，最终得到解调后的音频信号。
3.雷达应用：雷达系统中，相敏检波电路常用于接收和解调雷达回波信号。
雷达回波信号经过放大电路放大后，进入相敏检波电路进行检波和解调，得到目标的信息。
4.测量仪器应用：在各种测量仪器中，相敏检波电路的作用是提取信号的幅度或频率信息。
开关式全波相敏检波电路
实验1 开关式全波相敏检波电路一、实验目的1．熟悉和掌握相敏检波器的工作原理。
2．验证相敏检波器的检幅特性和鉴相特性。
二、实验设备及参考电路图1．实验台中部件：相敏检波器、音频振荡器、移相器、直流稳压电源、低通滤波器、电压表（毫伏表）2．双踪示波器3．实验参考电路图三、实验步骤将音频振荡器的输出信号（00 ）接至相敏检波器的输入端(1)。
1．参考信号为直流电压⑴将直流稳压电源+2V接入相敏检波器参考信号输入端(4)，用双踪示波器测试相敏检波器输入端(1)和输出端(3)的波形。
⑵将直流稳压电源-2V接入相敏检波器参考信号输入端(4)，用双踪示波器测试相敏检波器输入端(1)和输出端(3)的波形。
2．参考信号为交流电压⑴将音频信号00接入相敏检波器参考信号输入端(2)，用双踪示波器观察(1) ～ (6)端波形。
⑵将音频信号1800 接入相敏检波器参考信号输入端(2)，用双踪示波器观察(1) ～ (6)端波形。
3．相敏检波器检幅特性将相敏检波器的输出端(3)接低通滤波器的输入端，将低通滤波器的输出端接数字电压表。
⑴相敏检波器的输入信号（接(1)）和参考信号（接(2)）同相，改变音频信号的输入幅值Vp-p，分别读出电压表显示的数值填入下表。
⑵相敏检波器的输入信号（接(1)）与参考信号（接(2)）反相时，改变音频信号的输入幅值Vp-p，分别读出电压表显示的数值填入下表。
4．相敏检波器的鉴相特性将音频信号接移相器的输入端，移相器电路输出接相敏检波器参考输入端(2)，旋转移相器的电位器旋钮，改变参考电压的相位，音频振荡器输出幅值不变，用示波器观察(1) ～(6)波形，并读出对应的电压表值。
四、实验报告要求1．画出该相敏检波器的电路图，并说明该电路的工作原理。
2．画出该实验第三步骤和第四步骤的原理框图。
3．分别画出参考电压与相敏检波器的输入信号同相、反相时(1) ～ (6)点的波形图及低通滤波器的输出波形。
4．画出参考电压通过移相器后（差900 时），相敏检波器(1) ～ (6)点及低通滤波器的输出波形。
信号调制解调解读(含实例讲解)
x O x uc O x us O c) 图1-4 调幅信号 t a) t b) t
什么是信号调制？
第一节 调制解调的功用与类型
3、在测控系统中为什么要采用信号调制？ 在测控系统中，进入测控电路的除了传感器 输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传 感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从 含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项 重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给 测量信号赋予一定特征，这就是调制的主要功 用。
b) 实用电路
第二节 调幅式测量电路
2、开关电路调制
V1 ux Uc Uc V2 uo
ux O Uc O u O o t t t
Hale Waihona Puke 第二节 调幅式测量电路3、信号相加调制
T1 + VD1 i1 ux -R + u c P T2 + ux 载波信号 VD2 i2 T3 i3 + RL uo _
调制信号
R2 R2 VD1 R1 us + + N1 ∞ VD2 R3 u
A
R4 R3 + + N2 uo=us ∞
R1 R4 + N + 2 ∞ uo us>0
+ us N + 1
∞
us
b）正输入等效电 路
us>0，二极管VD1导通，VD2截止；
R4 R4 uo us (1 )us us R2 R3 R2 R3 线性全波检波电路之三
2、为什么要采用相敏检波？
包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调 幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴 别调制信号的相位。第二，包络检波电路本身不具有 区分不同载波频率的信号的能力。对于不同载波频率 的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号， 这就是说它不具有鉴别信号的能力。为了使检波电路 具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力， 需采用相敏检波电路。
相敏检波电路工作原理及工作过程
相敏检波电路工作原理及工作过程相敏检波器有两种：一种由变压器和二极管桥组成，这种电路体积大，稳定性差;另一种则由模拟乘法器构成，性能上得到了很大提高，但价格高，调试麻烦。
为此，在研制大气电场仪的过程中，根据大气电场仪探头的结构特点和大气电场测试中对检波器的要求，利用光电开关、四通道模拟开关和运放组合设计一种结构简单，性能稳定的相敏检波器。
同时，为了对电场信号的极性进行有效可靠的鉴别，根据相敏检波理论，将通过调整光电开关的设置位置，保证感应电压信号与同步脉冲信号同相，以获得最大整流输出，从而准确辨别被测电场极性。
1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。
2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。
第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。
对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。
有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。
4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。
这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。
二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。
相敏检波电路的应用
相敏检波电路的应用
大气电场中
其他领域中
在电场仪设计中，电 压信号的极性与被测 电场的极性相反。全 波检波后为单一正方 向脉动直流电压信号 ，即保证了微弱感应 电压信号与同步脉冲 信号的同相。因此， 经低通滤波器后输出 一负极性直流电压信 号，即可判断出被测 电场为负电场，从而 实现了被测电场极性 的准确鉴别。
调 幅 电 路
常用的导磁材料检测方法
磁粉检测
优点：灵敏度高 缺点：不易实现检 测自动化 优点：探头上无零 电势 缺点：灵敏度不够 精准
涡流检测
g
A D2 Xm(t)
e
c
uf
b
D1
a
Rf
D3
d
D4
f
B V(t)
图中，相敏检波电路与滤波器配合 可以将调幅波还原成原信号波形， 起解调作用；并具有鉴别信号相位 的能力。下面给出典型的二极管相 敏检波电路及其输入输出关系图。 它由四个特性相同的二极管D1～ D4沿同一方向串联成一个桥式回路 ，桥臂上有附加电阻，用于桥路平 衡。四个端点分别接在变压器A和B 的次级线圈上，变压器A的输入为 调幅波xm(t)，B的输入信号为载波 y(t)，uf为输出。二极管的导通与 截止完全由B的次级的输出决定， 因此要求B的次级的输出大于A的次 级输出。
相敏检波电路电路的应用在日常生活中随处可见 ，其中以测量类的工具为主，此类技术的应用由 于其准确，稳定的特性，而倍受青睐，在今后的 发展中，相敏检波电路的发展也会更加迅速，同 时其应用范围也会越来越广。
数字相敏检波器以及其他多种 测量器具中，相敏检波因其独 特的精确性和稳定性而被广泛 应用于这些器具的制作和使用 中，根据相敏检波的原理,在 LabVIEW环境实现了数字相敏 检波算法,并分析了算法性能。 实验结果表明,整周期采样时, 信噪比低至-20dB时的幅度误 差小于0.2%,相位误差小于 0.7%。为进一步验证,还利用 NI公司的波形生成卡和数据采 集卡模拟了数字相敏检波在实 际中的应用效果。
实验十三开关式全波相敏检波实验（测控电路实验指导书）
实验十三 开关式全波相敏检波实验一、实验目的１、了解双边带调幅信号的形成及解调原理；2、掌握开关式全波相敏检波电路的构成及工作原理；3、掌握开关式全波相敏检波电路的特性。
二、实验原理调制信号、载波信号、双边带调幅信号分别如图所示，当调制信号0U X >时，双边带调幅波的相位极性与载波的相位极性相同，当调制信号0U X <时，双边带调幅波的相位极性与载波的相位极性相反，调制信号X U 改变符号时，其调幅波信号相位改变0180。
要使原信号得到解调，检波电路就必须具有判别信号相位和选频的能力。
包络检波电路是不能满足这一要求的，必须采用相敏检波电路，相敏检波电路又称同步检波电路 （一）实验电路框图如图13-1所示高频载波信号（正弦波）经移相器进行相位调整，然后经开关式全波相敏整流电路进行全波整流，再经低通滤波器取出低频成分，信号经放大电路放大从而获得解调信号。
低通滤波器放大电路双边带调幅(DSB)信号输入开关式全波整流电路解调输出载波信号输入移相器图13-1 实验电路框图（二）实验电路分析 电路原理图如图13-2所示i U 为高频载波信号输入端，1R ，2R ，1N 构成过零比较器，对高频载波信号整形，1N 输出开关控制信号（方波）如图13-6所示,控制开关场效应管的通断。
s U 为双边带调幅波输入端，3R ，4R ，5R ，2N 构成放大倍数受开关管Q 控制的放大器，当c U 为高电平时，放大器的放大倍数为 -1；当c U 为低电平时，放大器的放大倍数为 +1。
其对s U 双边带调幅波的整流后的信号波形如图13-7所示。
图13-2 全波相敏整流电路图三、实验设备 1、测控电路（二）实验挂箱2、函数信号发生器3、虚拟示波器四、实验内容及步骤 1、把5V ±、12V ±直流电源接入“测控电路二”实验挂箱2、在“1U 幅度调制单元”的“调制信号输入”端及“载波输入”端分别加入调制信号（正弦波），载波信号（正弦波），调制信号为Z 3KH .1，P P 1V -左右的正弦波（把本挂箱的U12单元的电源开关拨到“开”方向，利用“U12信号产生单元”产生此正弦波，U12单元的电位器W1用来调节信号幅度，电位器W2用来调节信号频率）；载波信号为Z 20.5KH 左右，P P 4.0V -的正弦波（从实验屏上的函数信号发生器接入）。
相敏检测电路的工作原理
相敏检测电路的工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊相敏检测电路的工作原理。
这玩意儿啊，就像是一个聪明的小侦探，能从一堆杂乱的信号里找出我们想要的宝贝！你看啊，相敏检测电路就像是一个有超级嗅觉的小狗。
它能分辨出各种不同的味道，然后准确地找到主人要它找的那个味道。
在电路里，它能把输入的信号，不管多复杂，都给分析得透透的。
比如说，有一个微弱的有用信号藏在一堆乱七八糟的噪声里。
这就好比在一个喧闹的市场里，你要找到那个小声说话的朋友。
相敏检测电路就能做到！它会根据这个有用信号的特征，像是独特的声音或者味道一样，把它准确地揪出来。
它怎么做到的呢？嘿嘿，这就有趣了。
它会把输入信号和一个参考信号进行比较。
这个参考信号就像是一个暗号，只有和它对上了，才会被相敏检测电路认可。
这就好像你和朋友约定了一个特定的手势，只有看到那个手势，你才知道是他。
而且哦，相敏检测电路可机灵了呢！它不仅能找到和参考信号匹配的信号，还能分辨出这个信号是在加强还是减弱。
这就像是它不仅能知道朋友来了，还能知道朋友是高兴地跑过来还是慢悠悠地走过来。
如果输入信号和参考信号同相，那它就会给出一个大大的肯定，让我们知道这里有重要的信息。
要是反相呢，它也能准确地识别出来，告诉我们这里不太对劲哦。
想象一下，如果没有相敏检测电路，我们得在那堆杂乱的信号里瞎摸索，多费劲啊！但是有了它，一切都变得简单明了。
相敏检测电路在很多领域都大显身手呢！比如在通信领域，它能让我们的信号传输更准确；在测量领域，能让我们得到更精确的测量结果。
它就像是一个默默无闻的幕后英雄，一直在为我们的科技发展贡献着力量。
总之，相敏检测电路真的是太神奇、太重要了！它让我们的电子世界变得更加清晰、更加有序。
我们可真得好好感谢这个聪明的小侦探啊！不是吗？。
相敏检测电路
1．为什么电感式传感器测量电路中常用相敏检波器？说明相敏检波器的原理。
电感式传感器常用的交流电桥有以下几种。
图14-1输出端对称电桥（a ）一般形式;(b)变压器电桥图(a)为输出端对称电桥的一般形式。
图中Z1、Z2为传感器，如果两线圈阻抗，Z1=r1+j ωL1，Z2=r2+j ωL2，r10=r20=r0，L10=L20=L0,R1、R2为外接电阻，通常Rl=R2=R 。
设工作时Z1=Z+ΔZ ，Z2=Z-Δz ，电源电势为E ，于是 0000222o E Z E r j L E L U Z r j L r j L ωωωω∙∙∙∙∆∆+∆∆=⋅=⋅≈⋅++ 由上式可知，这种测量电路的输出极性与电源有关，输出并不能判断出铁芯的移动方向，图(b)是图(a)的变型，称为变压器电桥。
它以变压器两个次级作为电桥平衡臂。
显然，其输出特性同(a)。
差动变压器式传感器也存在同样的问题。
相敏检波电路是常用的判别电路。
图14-2为电路原理,Z1、Z2为传感器两线圈的阻抗，Z3＝Z4构成另两个桥臂，U 为供桥电压，U 。
为输出。
当衔铁处于中间位置时，Zl=Z2＝Z ，电桥平衡，Uo ＝0。
若衔铁上移，Z1增大, Z2减小。
如供桥电压为正半周，即A 点电位高于B 点，二极管D1、D4导通，D2、D3截止。
在A —E —C —B 支路中C 点电位由于Z1增大而降低；在A —F —D —B 支路中，D 点电位由于Z2减小而增高。
因此D 点电位高于C 点，输出信号为正。
如供桥电压为负半周，B 点电位高于A 点，二极管D2、D3导通，D1、D4截止。
在B —C —F －A 支路中，C 点电位由于Z2减小而比平衡时降低；在B —D —E —A 支路中，D 点电位则因Z1增大而比平衡时增高。
因此D 点电位仍高于C 点，输出信号仍为正。
同理可以证明，衔铁下移时输出信号总为负。
于是，输出信号的正负代表了衔铁位移的方向。
图14－2 相敏检波电路。
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二极管相敏检波电路
电路如图 4 - 15 所示。
VD1、VD2、VD3、 VD4 为四个性能相同的二极管, 以同一方向串联成一个闭合回路, 形成环形电桥。
输入信号u2(差动变压器式传感器输出的调幅波电压)通过变压器T1加到环形电桥的一个对角线。
参考信号u0通过变压器T2加入环形电桥的另一个对角线。
输出信号uL 从变压器Ｔ1与Ｔ2的中心抽头引出。
平衡电阻R 起限流作用, 避免二极管导通时变压器T2的次级电流过大。
RL 为负载电阻。
u0的幅值要远大于输入信号u2的幅值, 以便有效控制四个二极管的导通状态, 且u0和差动变压器式传感器激磁电压u1由同一振荡器供电， 保证二者同频、同相（或反相）。
由图 4 -16（a ）、（c ）、(d)可知, 当位移∆x > 0时, u2与u0同频同相, 当位移∆x< 0时, u2与u0 同频反相。
∆x> 0时, u2与u0为同频同相, 当u2与u0均为正半周时, 见图 4 - 15（a ）, 环形电桥中二极管VD1、ＶD4截止, VD2、VD3导通, 则可得图 4 - 15（b ）的等效电路。
2
002012n u u u == 1222212n u u u =
= 根据变压器的工作原理, 考虑到O 、M 分别为变压器T1、 T2的中心抽头, 则有
u01= u02=2
02n u (4 - 29) u21= u22=122n u −
(4 - 30) 式中 n1#, n2为变压器T1、T2的变比。
采用电路分析的基本方法, 可求得图 4 - 15（b ）所示电路的输出
电压uL 的表达式:
)
2(112L L L R R n u R u += 同理当u2与u0均为负半周时, 二极管VD2、VD3截止, VD1、 VD4导通。
其等效电路如图 4 - 15（c ）所示, 输出电压uL 表达式与式(4 -31）相同, 说明只要位移Δx>0, 不论u2与u0是正半周还是负半周，负载RL 两端得到的电压uL 始终为正。
所以上述相敏检波电路输出电压uL 的变化规律充分反映了被测位移量的变化规律, 即uL 的值反映位移∆x 的大小, 而uL 的极性则反映了位移∆x 的方向。