相敏检波电路的应用
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。
相敏检波器(psd)在电池内阻测试中的运用
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现代信息科技8月16期排版文件.indd 31
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第 16 期
现代信息科技
阻，不会对电池的性能造成影响。实际中由于该方法需要测 量交流电流信号 Is、电压响应信号 Vo 以及电压和电流之间 的相位差 θ，并且信号微弱、干扰因素多，因此通常使用下 面的方案提高测量精度 [2]。
DING Changkun，ZHENG Yanpu，YANG Jiong （Guangzhou Zhiyuan Electronics Co.，Ltd.，Guangzhou 510660，China）
Abstract：The test of battery internal resistance is mainly to use a group of ac signals through the battery to be tested，take out the AC signal amplitude at both ends of the battery，use electronic switch phase detector to conduct vector separation of the test signal， and finally get the measured resistance value. In many cases，high accuracy is required for the measurement of battery internal resistance. Different battery，its internal resistance is also different，spans ranging from several mΩ to more than ten kΩ，so in this range，to achieve the effective test battery internal resistance. Using PSD technology，its high signal-to-noise ratio test characteristics，can well achieve weak signal detection，so it can well achieve the battery resistance test.
简述相敏检波器的作用及用法。
简述相敏检波器的作用及用法。
相敏检波器是一种电子设备，用于检测高频信号中的调制信号。
它可以将高频信号中的调制信息提取出来，并将其转换成低频信号输出。
相敏检波器的作用是将调制信号从高频转换到低频，以便于后续的处理和分析。
它常用于收音机、电视机、无线电通信等领域，用于接收和解调无线信号。
相敏检波器的用法如下：
1. 连接：将需要检测的高频信号输入到相敏检波器的输入端，连接好电源和地线。
2. 调节：根据实际需求，调节相敏检波器的增益、中心频率、带宽等参数。
3. 检测：将输出端连接到后续的处理设备或进行信号分析。
可以通过观察输出信号的变化来判断调制信号的特征。
需要注意的是，相敏检波器对输入信号的频率范围有一定要求，应根据信号的特性选择合适的相敏检波器。
另外，还需要注意相敏检波器的性能指标，如灵敏度、线性度、动态范围等，以确保信号的准确检测和解调。
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。
相敏检波器的工作原理
相敏检波器的工作原理相敏检波器是一种广泛应用于无线通信系统中的重要器件，它能够将高频信号转换成低频信号，用于接收和解调调制信号。
相敏检波器的工作原理主要基于相移和幅度调制的特性，下面我们将详细介绍相敏检波器的工作原理。
首先，我们来了解一下相敏检波器的基本结构。
相敏检波器主要由相移网络、幅度调制网络和滤波器组成。
相移网络用于将输入信号进行相移处理，幅度调制网络则用于调制信号的幅度，最后通过滤波器将信号进行滤波，得到所需的低频信号。
在相敏检波器中，输入的高频信号首先经过相移网络，相移网络会引入一个与输入信号频率成正比的相位变化，这样就实现了对输入信号的相位调制。
接着，经过幅度调制网络的调制，将相位调制的信号转换成幅度调制的信号。
最后，经过滤波器的滤波处理，得到所需的低频信号。
相敏检波器的工作原理可以用数学模型来描述。
假设输入信号为cos(ωt)，经过相移网络后变为cos(ωt+φ)，再经过幅度调制网络后变为Acos(ωt+φ)，其中A为幅度调制的系数。
最后经过滤波器滤波处理，得到低频信号。
可以看出，相敏检波器的工作原理主要是通过相位调制和幅度调制来实现对高频信号的处理。
相敏检波器在无线通信系统中有着重要的应用。
它可以用于接收调制信号，解调成基带信号，从而实现信号的传输和处理。
相敏检波器的工作原理简单清晰，结构也相对简单，因此在实际应用中具有较高的可靠性和稳定性。
总之，相敏检波器是一种重要的无线通信器件，它通过相位调制和幅度调制来实现对高频信号的处理，能够将高频信号转换成低频信号，用于接收和解调调制信号。
相敏检波器的工作原理简单清晰，结构相对简单，具有较高的可靠性和稳定性，因此在无线通信系统中有着广泛的应用。
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
相敏检波（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。
差动相敏检波电路
差动相敏检波电路应用2008-11-20 10:55差动变压器式电感传感器互感型电感传感器是利用互感M的变化来反映被测量的变化。
这种传感器实质上是一个输出电压可变的变压器。
当变压器初级线圈输入稳定交流电压后，次级线圈便会有感应电压输出，该电压随被测量的变化而变化。
差动变压器式电感传感器是常用的互感型传感器，其结构形式有多种，以螺管形应用较为普遍，其结构及工作原理如下图所示。
传感器主要由线圈、铁芯和活动衔铁三部分组成。
线圈包括一个初级线圈和两个反接的次级线圈，当初级线圈输入交流激励电压时，次级线圈将产生感应电动势e1和e2。
由于两个次级线圈极性反接，因此，传感器的输出电压为两者之差，即e y=e1-e2。
活动衔铁能改变线圈之间的藕合程度。
输出e y的大小随活动衔铁的位置而变。
当活动衔铁的位置居中时，e1=e2，e y=0；当活动衔铁向上移时，e1>e2，e y>0；当活动衔铁向下移时，e1<e2，e y<0。
活动衔铁的位置往复变化，其输出电压也随之变化，输出特性如下图所示。
图4.3-1值得注意的是：首先，差动变压器式传感器输出的电压是交流量，如用交流电压表指示，则输出值只能反应铁芯位移的大小，而不能反应移动的方向；其次，交流电压输出存在一定的零点残余电压，零点残余电压是由于两个次级线圈的结构不对称，以及初级线圈铜损电阻、铁磁材质不均匀、线圈间分布电容等原因所形成的。
所以，即使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零。
鉴于这些原因，差动变压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。
下图所示为用于小位移的差动相敏检波电路的工作原理，当没有信号输入时，铁芯处于中间位置，调节电阻R，使零点残余电压减小；当有信号输入时，铁芯移上或移下，其输出电压经交流放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。
由表头指示输入位移量的大小和方向。
图4.3-2差动变压器式传感器具有精度高（达0.lμm量级），线圈变化范围大(可扩大到±l00mm，视结构而定)，结构简单，稳定性好等优点，被广泛应用于直线位移测量及其它压力、振动等参量的测量。
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
相敏检波的原理及应用
相敏检波的原理及应用相敏检波的原理相敏检波是一种广泛应用于通信、无线电、光学和雷达等领域的信号处理技术。
它基于频率和相位之间的关系来提取原始信号中的信息。
相敏检波器由相敏检波器和低通滤波器组成。
相敏检波器相敏检波器是相敏检波的核心部件。
它通常由一个多路解调器和一个低通滤波器组成。
•多路解调器：用于将输入信号分成多个信道，每个信道输出一个相对相位不同的信号。
•低通滤波器：用于将多路解调器输出的信号进行滤波，只保留所需的频率分量。
相敏检波器的输出是输入信号与基准相位之间的相关函数。
相关函数相关函数是相敏检波器输出的一个重要指标。
它表示输入信号与基准相位之间的相似程度。
如果输入信号的频率与相位与基准相位相同，相关函数的幅值非常大；如果输入信号的频率或相位与基准相位不同，相关函数的幅值减小。
相敏检波的应用相敏检波具有广泛的应用。
下面列举了一些常见的应用领域：1.通信系统：相敏检波用于接收机和解调器中，用于将接收到的信号恢复为原始数据。
2.无线电系统：相敏检波用于解调调频信号，将调制信号恢复为原始信号。
3.光学领域：相敏检波用于光纤通信和光学传感器中，用于提取传输的光信号。
4.雷达系统：相敏检波用于雷达接收机中，用于解调雷达信号并提取目标信息。
5.医学影像：相敏检波用于医学超声成像和放射性医学影像，用于提取影像中的信号。
除了以上列举的应用领域，相敏检波还被广泛用于科学研究和测量领域，如天文学、粒子物理学和化学分析等。
总结通过对相敏检波的原理和应用的介绍，我们可以看出相敏检波作为一种重要的信号处理技术，在各个领域中都有着广泛的应用。
它能够有效地提取信号中的信息，为我们提供了便利和便捷的手段。
无论是在通信、无线电、光学还是雷达等领域，相敏检波都发挥着重要的作用，并为相关技术的应用和发展做出了巨大贡献。
相敏检波电路工作原理
相敏检波电路工作原理
相敏放大器是相位锁定环（PLL）的一部分，其作用是将输入的FM信号转化为相位调制信号。
当输入的FM信号经过相敏放大器时，该放大器调整输出信号的相位来匹配输入信号。
相敏放大器的基本原理是通过比较输入信号的频率和局部振荡器的频率，然后根据这个相位误差来控制输出信号的相位。
这样，输入的FM信号就被转换为了相位调制信号。
包络检波器是将相敏放大器输出的相位调制信号转换为幅度调制信号的关键部分。
包络检波器的工作原理基于半导体二极管的非线性特性。
当输入信号的幅度增加时，二极管的导通电流也增加。
而在输入信号幅度减小时，二极管的导通电流也减小。
当相敏放大器输出的相位调制信号经过包络检波器时，通过二极管的非线性特性，信号的幅度调制信息就会被保留下来，而相位调制信息则会被滤除。
这样，我们就获得了一个输出为幅度调制信号的相敏检波电路。
实际应用中，相敏检波电路被广泛应用于调频解调、频谱分析和信号检测等领域。
其中，调频解调是最常见的应用。
通过相敏检波电路，我们可以将调频广播接收机接收到的FM信号转换为通常的音频信号，从而实现低频功放器对音频信号的放大和输出。
同时，相敏检波电路还可以用来检测高频信号的频率和幅度，因此它也常被用作频谱分析仪的核心部件。
总的来说，相敏检波电路通过相敏放大器和包络检波器的相互配合，将输入的FM信号转换为幅度调制信号。
通过不断优化和改进，相敏检波电路在现代的通信系统和电子设备中发挥着重要的作用。
相敏检波实验
实验2相敏检波实验一、实验目的1、了解相敏检波电路的原理和应用。
2、观察直流及交流作为相敏检波器输入参考时的输出波形变化情况。
3、学会分析移相器和低通滤波器对相敏检波的影响。
二、实验仪器。
移相器、相敏检波器、低通滤波器、信号源、示波器三、实验原理开关相敏检波器原理图如图6-1所示，示意图如图6-2所示：图6-1 检波器原理图图6-2 检波器示意图图6-1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．“信号源”U S1 00音频信号输出1kHz，Vp-p＝8V正弦信号，接到“相敏检波”输入端Ui。
2．将直流稳压电源“±5V”处的“+5V”“GND”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、输出端，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（接入直流稳压电源“±5V”处的“-5”V），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”端输出1kHz，Vp-p＝8V正弦信号送入“移相器”输入端，“移相器”的输出与“相敏检波器”的参考输入端AC连接，同时将音频信号源U S1 00输出接到“相敏检波器”的信号输入端。
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6-4（图6-3为低通滤波器的原理图），“低通滤波器”输出端接数字电压表20V档。
如何通过相敏检波电路实现对位移大小和方向的判定
如何通过相敏检波电路实现对位移大小和方向的判定
农业传感器的小知识。
如何通过相敏检波电路实现对位移大小和方向的判定？
相敏检波电路的原理是通过鉴别相位来辨别位移的方向，即差分变压器输出的调幅波经相敏检波后，便能输出既反映位移大小，又反映位移极性的测量信号。
经过相敏检波电路，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。
电涡流式传感器的线圈机械品质因素会发生什么变化？为什么？产生电涡流效应后，由于电涡流的影响，线圈复阻抗的实部（等效电阻）增大、虚部（等效电感）减小，因此，线圈的等效机械品质因素下降。
为什么电涡流式传感器被归类为电感式传感器？它属于自感式还是互感式？电涡流式传感器的等效电气参数都是互感系数M2的函数。
通常总是利用其等效电感的变化组成测量电路，因此，电涡流式传感器属于（互感式）电感式传感器。
举例说明变磁阻式传感器、变压器式传感器、螺线管式传感器和电涡流式传感器的应用，并分析工作原理。
相敏电路原理及应用
相敏电路原理及应用相敏电路是一种特殊的电路结构，它使用相位信息来控制电路的工作状态。
相敏电路的原理是基于信号的相位变化来改变电路的输出，因此它广泛应用于通信、控制系统等领域。
相敏电路的原理主要涉及到相位检测和相位差放大两个方面。
在相位检测中，输入信号与参考信号进行比较，根据它们之间的相位差来产生输出信号。
而在相位差放大中，根据相位差的大小来放大信号，从而实现对信号的相位变化的控制。
在这种原理的基础上，相敏电路可以实现一些特殊的功能。
比如，它可以用来检测信号之间的相位差，或者用来提取信号中的相位信息。
这些功能使得相敏电路在许多应用场景中都能发挥重要作用。
在通信系统中，相敏电路可以用来提取调制信号中的相位信息。
由于调制信号中包含了信息信号的相位变化，所以相敏电路可以用来提取这些相位信息，从而实现调制信号的解调。
这使得相敏电路成为了调制解调器中不可或缺的组成部分。
在雷达系统中，相敏电路也有着重要的应用。
比如，在雷达接收机中，相敏电路可以用来检测雷达回波信号与发送信号之间的相位差，从而实现对目标的测距和测速。
这些功能对于雷达系统的性能至关重要。
此外，相敏电路还可以用于频率合成器、锁相环等系统中。
在这些系统中，相敏电路可以用来控制振荡器的频率，或者实现信号的同步。
这些应用使得相敏电路在现代电子设备中扮演着重要的角色。
总的来说，相敏电路是一种根据信号相位变化来控制电路的工作状态的电路结构。
它的原理涉及相位检测和相位差放大，能够实现对信号相位的控制。
在通信、雷达、频率合成器等系统中都有着重要的应用。
在未来，随着通信技术的不断发展，相敏电路将有着更加广泛的应用前景。
相敏检波电路用途
相敏检波电路用途
相敏检波电路用途十分广泛，应用于脉冲发生器、时基表、测量仪表、逻辑计算机和逻辑电路中。
它最大的优势在于可以生成和检测准确的时序波形，能够随着信号的变化快速反应，而且灵敏度很高，实现了绝对精确的时序控制。
此外，它还可以用于检测和放大持续的电流和电压信号，常用于电脉冲换向、测量周期性的低频信号幅度、定位信号位置以及把正弦波转化成方波等。
相敏检波电路在电气工程领域具有非常重要的作用。
相敏检波电路的作用
相敏检波电路的作用
相敏检波电路的作用是将信号进行调制和解调，实现信号的传输和处理。
具体作用如下：
1. 调制：相敏检波电路可以将信号与参考信号进行相位调制，将信号的频率转换到高频范围，以便进行传输和处理。
例如，在无线通信中，相敏检波电路可以将音频信号调制成无线电频率，以便在空中传输。
2. 解调：相敏检波电路可以将调制信号与参考信号进行混频解调，提取出原始信号。
例如，在无线通信中，相敏检波电路可以将无线电信号解调成音频信号，使其能够被人们听到。
3. 相位比较：相敏检波电路可以对输入信号和参考信号进行相位比较，得到两者之间的相位差。
这对于测量信号的相位差、频率差或相位变化等参数具有重要意义。
4. 频率锁定：相敏检波电路可以根据输入信号和参考信号之间的相位差，实现频率锁定功能。
通过反馈控制，可以使输出信号的频率与参考信号的频率保持一致，从而实现频率锁定。
相敏检波电路在通信、测量和控制等领域中有着广泛的应用，可以实现信号的调制、解调、相位比较和频率锁定等功能。
在涡流探伤中采用相敏检波电路提取裂纹信号
2003年第24卷第1期华北工学院学报V ol.24 N o.1 2003 (总第87期)JOURNAL OF NORTH C H I NA INSTITUTE OF TEC HNOLOGY(Sum N o.87)文章编号:1006-5431(2003)01-21-03在涡流探伤中采用相敏检波电路提取裂纹信号杨 风,连 靖,郎文杰(华北工学院自动控制系,山西太原030051)摘 要: 目的 通过提取裂纹信号实现板材裂纹深度的定量标定.方法 采用相敏检波电路提取裂纹信号.结果 该方法对提取裂纹信号是有效的.结论 裂纹深度与裂纹信号的大小成单调上升关系.关键词: 涡流检测;裂纹;相敏检波电路中图分类号: TM133 文献标识码:A0 引 言常用的导磁材料的表面裂纹检测方法有:磁粉检测、漏磁检测和涡流检测.磁粉检测的优点是检测灵敏度高;但缺点是难以对疵病进行定量,且不易实现检测自动化.漏磁检测的优点是由于采用直流磁化时无高频信号存在,故探头几乎没有零电势存在,给信号处理带来方便;但缺点是对很窄的裂纹检测灵敏度不高,且磁敏元件易损,检测速度低[1].上述这两种方法还有一些不足之处就是检测后的构件都必须作退磁处理.涡流检测是近年来发展较快的一种无损检测技术,检测表面缺陷的灵敏度较高,较适宜于检测普通薄壁管及棒材外表面的缺陷[2].作者对试件材料T8上不同深度的人工裂纹进行了检测.系统工作时,涡流传感器沿着试件表面移动,变频扫描信号在金属表面产生变频磁场和变频涡流.变频磁场产生的涡流对裂纹的深度进行扫描,当有裂纹时,感应线圈上就会出现相应的信号,该信号除了有裂纹信号外,还有提离效应、摆动效应所带来的无用信号.作者在实验研究的基础上提出了用相敏检波电路提取裂纹信号的可行性观点.1 实验分析作者分别对深度为1m m和0.5mm的裂纹进行了探伤实验,以传感器感应线圈的轴线为基准,左右移动传感器,测量基准点与裂纹间的距离,同时记录传感器的输出电压,并观察示波器上输出信号的相位变化(以激励信号的相位为基准).绘制的输出电压测量基准点与裂纹的距离曲线如图1所示.图1中,u-d曲线具有双峰的特点,并且能够很明显地从示波器上观察到,在传感器输出第一个峰值时,其输出信号相位超前90°;在传感器输出第二个峰值时,其输出信号相位则滞后90°;两峰间的相位移为180°[3],无裂纹时其输出将在0点附近波动.只要检测出极性相反的两个峰值,就可以识别出裂纹信号.根椐这一特点,作者决定采用相敏检波电路对裂纹信号进行识别.相敏检波电路由模拟乘法器和低通滤波器构成.收稿日期:2001-10-12 作者简介:杨风(1964-),女,硕士,副教授.从事专业:电气自动化.图1 输出电压测量基准点与裂纹的距离曲线Fig .1 The ou tpu t v oltag e vs.distance from cracks2 相敏检波电路的工作原理设裂纹信号u x =U m1sin(k t +h 1),参考信号u y =U m2sin(k t +π2+h 2),在U y 中引入固定相位差π2,目的是当输入相位差h 1-h 2=0时,输出电压也为0.若乘法器的乘积因子为K ,则其输出电流I 为I =Ku x u y =KU m1sin(k t +h 1)U m2sin(k t +π2+h 2)=-12KU m1U m2[co s(2k t +π2+h 1+h 2)-cos(h 1-π2-h 2)]=12KU m1U m2[-sin(2k t +h 1+h 2)-sin(h 1-h 2)]=12KU m1U m2sin(2k t +h 1+h 2)+12KU m1U m2sin(h 1-h 2),滤除高频2k t 分量并通过负载电阻R ,则其输出电压为U 0=KU m1U m2R sin(h 1-h 2)2,由上述分析可得出相敏检波电路,设计框图如图2所示.整个框图的工作流程如图2中箭头所示.振荡器产生适合传感器激励频率的正弦振荡信号,经功率放大后送到传感器的激励端,传感器感应的信号输出后,经前置放大后送入相敏检波电路进行识别,此时的参考信号由激励信号经相位校准电路后获得.相位校准电路的作用是调节参考信号的初相位,使得无裂纹时相敏检波电路的输出为零.22华北工学院学报2003年第1期相敏检波电路由BG 314(M C 1595)和N E 5532构成,其中M C 1595是模拟乘法器,对测试信号和参考信号进行乘法运算,输出反映测试信号幅值、相位特征的复合信号,送入由N E 5532构成的低通滤波器以滤除2k 以上的高频分量,并通过调节电阻以获得合适的增益后送入缓冲级.缓冲级的输出进入了峰值检波电路,峰峰值与裂纹深度有关,经过峰峰检波电路将检波信号变成直流,该直流信号经过模/数转换后,由8031单片机采集并实现对数据的分析、传送及显示.3 结 论将电路板上的乘法器调零后,再将乘法器输出的裂纹信号直接连在示波器上,通电使该电路工作,涡流传感器从标准试样裂纹深度小的一边依次通过8条裂纹.所得结果如表1与图3所示.可以看出:裂纹信号的峰峰值随裂纹深度的增大而增大.由此可得出结论,裂纹的深度与信号的大小成单调上升的关系,但并不成正比.表1 裂纹信号峰值与裂纹深度的关系Tab .1 The peak-to-peak value of crack sig nal vs.crack d epth12345678裂纹深度d /mm0.50 1.00 1.98 2.12 2.99 3.95 4.16 4.97裂纹电压信号峰峰值U p -p /V 1.02 1.49 1.82 1.87 2.16 2.50 2.55 2.70测试条件:激励电压: 1.32V;信号类型:正弦激励;激励周期:0.04m s,25k Hz .图3 裂纹输出信号与裂纹深度的关系Fig .3 Th e relation betw een outputsignal and crack depth 作者用C 语言处理数据,以裂纹深度d 为横坐标,信号电压U 为纵坐标,绘出了裂纹输出信号与裂纹深度的近似关系曲线,如图3所示.从图3可知,u -d 曲线为一指数函数曲线.参考文献:[1] 陈积懋.无损检测新技术20年回顾[J ].无损检测,1998,7(20):181-185.[2] 张八虎.涡流探伤装置[J].无损检测,1996,5(18):140-141.[3] 杨风,李晓.用变频扫描励磁方法定量检测裂纹[J].测试技术学报,2002,16(2):117-119.Getting the Signal of Cracks by Phase -sensitiveCircuit in Eddy Current Flaw DetectionYAN G Feng ,LIAN Jing ,LANG W en-Jie(Dept.o f Automa tic Co ntro l,N o rth China Institute o f Techno log y,T aiy ua n 030051,China )Abstract :Aim To achiev e quantitativ e indicatio n o f crack depth on the surface of steel ma-terial in eddy cur rent flow detection.Methods A phase-sensitive circuit is used to detectthe signal o f cracks .Results Fo r g etting a sig nal of crack depth ,this m ethod is effectiv e .C onclusion Th ere is a monotonic relation betw een the increm ent o f crack depth and that ofcrack sig nal.Key words :eddy current detection ;cracks ;phase -sensitiv e detecto r .23(总第87期)在涡流探伤中采用相敏检波电路提取裂纹信号(杨 风等)。
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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。
院系：电气与信息学院 班级： 姓名：
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，本文主要介绍了相敏 检波电路的工作原理以及其独特的应用。
相敏检波电路简介
相敏检波电路主要是一种是具有鉴别调制信号相位 和选频能力的检波电路。在工作生活中，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，因此我们需采用相敏检波电路。
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。