移相器与相敏检波器4

四、实验应会技能
熟悉并掌握实验用移相器、 1、熟悉并掌握实验用移相器、相敏检波器模块
移相器、相敏检波器电路模块的面板布局如图所示： 移相器、相敏检波器电路模块的面板布局如图所示：
三、实验应知知识
1.移相器的电路组成 1.移相器的电路组成
实验仪中的移相器电路原理图与面板布局图如图所示 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与W2的大小，可以改变输出信号的相位。 （实际电路模块中仅设有W1）。
熟悉由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。 1．熟悉由运算放大器构成移相电路的组成与工作原理。 2.熟悉相敏检波器的工作原理及其使用方法。 2.熟悉相敏检波器的工作原理及其使用方法。 熟悉相敏检波器的工作原理及其使用方法 观测移相电路的功能及其使用方法。 3．观测移相电路的功能及其使用方法。 4.熟悉相敏检波器在检测技术中的运用。 4.熟悉相敏检波器在检测技术中的运用。 熟悉相敏检波器在检测技术中的运用
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， 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 A1构成的整形电路部分 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； 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。 A2构成的相敏检波器部分 端的控制电压为高电平时，二极管D 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 开关管栅极G为低电平，BG截止 相当开关断开。此时， 截止， 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。 端的控制电压为低电平时，二极管D导通， 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， 导通， 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 与输出信号同相。 与输出信号同相。
注意
做本实验时所用到的仪器： 2．做本实验时所用到的仪器：
i. 相敏检波器、移相器实验模块、 相敏检波器、移相器实验模块、 ii. 双踪示波器 iii. 传感器综合实验平台 音频信号源、、直流电 传感器综合实验平台(音频信号源、、 、、直流电
电压/频率表 频率表) 源、电压 频率表
一、实验目的
通过本次实验了解并掌握感测技术中常用的 信号处理电路的组成与功能. 信号处理电路的组成与功能.
开启电源，用示波器的“CH2”通道观察移相器的输出端(Vo)的输出信号波形 通道观察移相器的输出端(Vo)的输出信号波形。 ③ 开启电源，用示波器的“CH2 通道观察移相器的输出端(Vo)的输出信号波形。 分别将实验仪中的音频振荡器输出的标准信号“ 度或180 180度 改为1KHZ/2Vp 1KHZ/2Vp④ 分别将实验仪中的音频振荡器输出的标准信号“0度或180度”改为1KHZ/2Vp-p、 4KHZ/2Vp按实验1步骤中的⑤ 完成实验 完成实验。 4KHZ/2Vp-p，按实验1步骤中的⑤—完成实验。 旋转移相器旋钮置最小（逆时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出信号。 ），用示波器检测此时输入信号与输出信号 ⑤ 旋转移相器旋钮置最小（逆时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出信号。并 绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。 绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。 旋转移相器旋钮置最大（顺时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出信号。 ），用示波器检测此时输入信号与输出信号 ⑥ 旋转移相器旋钮置最大（顺时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出信号。并 绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。 绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。
三、实验应知知识
3.示波器线性扫描法的相位测量：（泰克1002示波器） 3.示波器线性扫描法的相位测量：（泰克1002示波器） 示波器线性扫描法的相位测量：（泰克1002示波器
Φ=X（cm）/TX)cm)360
四、实验应会技能
一.移相器的功能检测
关闭仪器总电源， ① 关闭仪器总电源，按图连接实验线 路。 ②将音频振荡器输出的标准信号 2KHZ/2Vp度或180 180度 2KHZ/2Vp-p 由“0度或180度” 端口输 加入移相器的输入端(Vi) (Vi)。 出，加入移相器的输入端(Vi)。并用示 波器的“CH1”通道检测输入信号 通道检测输入信号。 波器的“CH1”通道检测输入信号。 开启电源，用示波器的“CH2”通道观察移相器的输出端(Vo)的输出信号波 通道观察移相器的输出端(Vo) ③ 开启电源，用示波器的“CH2 通道观察移相器的输出端(Vo)的输出信号波 形。 ④旋转移相器旋钮置最小（逆时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出 旋转移相器旋钮置最小（逆时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出 ）， 信号。并绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。 信号。并绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。 ⑤旋转移相器旋钮置最大（顺时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出 旋转移相器旋钮置最大（顺时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出 ）， 信号。并绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。 信号。并绘出两信号的电波形，计算出两信号的相位差。 根据实验结果，说明本移相器的最大移相角度是多少？最小呢？ ⑥ 根据实验结果，说明本移相器的最大移相角度是多少？最小呢？
通过以上实验结果，由此得出结论：当参考电压为正时， 通过以上实验结果，由此得出结论：当参考电压为正时，输 当参考电压为负时， 入与输出信号 相，当参考电压为负时，输入与输出信号 相。此电路的放大倍数为 倍。
四、实验应会技能
五．相敏检波器的交流控制功能检测
按图连接实验电路与准备信号源, ① 按图连接实验电路与准备信号源, 组成一个测量电路. 组成一个测量电路. 开启电源，用示波器的“CH1、 ② 开启电源，用示波器的“CH1、 CH2”通道分别接相敏检波器的输入端 CH2 通道分别接相敏检波器的输入端 (Vi)和输出端V(o)， 和输出端V(o) (Vi)和输出端V(o)，同时观测相敏检 波器输入信号与输出信号的相位与幅 值关系.再用”CH2”观测附加 观测附加端口 值关系.再用”CH2 观测附加端口 端的信号波形，绘出波形图。 与 端的信号波形，绘出波形图。 将音频信号180 180度 p- 信号加入相敏检波器的交流控制端（Vi)。 ③ 将音频信号180度/4KHz/2V p-p信号加入相敏检波器的交流控制端（Vi)。 用示波器的“CH1、CH2”通道 同时观测相敏检波器输入信号、 通道， 用示波器的“CH1、CH2 通道，同时观测相敏检波器输入信号、输出信号的 相位与幅值关系，尔后用“CH2”通道观测附加端口 端的信号波形， 相位与幅值关系，尔后用“CH2 通道观测附加端口 端与 端的信号波形， 绘出波形图。 绘出波形图。
三、实验应知知识
2.相敏检波器的电路组成 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. 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: 相敏检波器电路组成与面板布局如图所示 实验仪中的相敏检波器电路组成与面板布局如图所示:
补充实验
移相器与相敏检波器
实验知识准备
做本实验时应具备的知识点： 1．做本实验时应具备的知识点：
i.什么是相敏检波器? i.什么是相敏检波器? 什么是相敏检波器 ii.相敏检波器在传感器处理电路中的作用 相敏检波器在传感器处理电路中的作用? ii.相敏检波器在传感器处理电路中的作用? iii.移相器在传感器处理电路中的作用 移相器在传感器处理电路中的作用。 iii.移相器在传感器处理电路中的作用。
根据实验的数据结果，说明移相器对不同频率的相移有何区别？ 根据实验的数据结果，说明移相器对不同频率的相移有何区别？得出你 的结论。 的结论。
四、实验应会技能
三.移相器的李沙育图形观测
保持电路连接不变。 ① 保持电路连接不变。 ②用音频振荡器输出标准信号 2KHZ/2Vp度或180 180度 2KHZ/2Vp-p 由“0度或180度” 端口输 出，加入移相器的输入端（Vi)。 加入移相器的输入端（ 开启电源。将移相器旋钮置最小，用示波器的“CH2”通道观察移相器的输出端(Vo)的 通道观察移相器的输出端(Vo) ③ 开启电源。将移相器旋钮置最小，用示波器的“CH2 通道观察移相器的输出端(Vo)的 输出信号波形。 输出信号波形。 按示波器（泰克—1002 面板上的“DISPLSY”功能键 再用菜单“格式” 1002） 功能键， ④ 按示波器（泰克 1002）面板上的“DISPLSY 功能键，再用菜单“格式”功能键选 XY”即可显示李沙育图形 记录实验结果。 即可显示李沙育图形， “XY 即可显示李沙育图形，记录实验结果。 将移相器旋钮置最大（顺时针到底）， ），用示波器检测此时输入信号与输出信号的李沙 ⑤ 将移相器旋钮置最大（顺时针到底），用示波器检测此时输入信号与输出信号的李沙 育图形。尔后，旋转移相器旋钮， 育图形。尔后，旋转移相器旋钮，用示波器显示的李沙育图形完成下图填空
5.进一步熟悉并掌握常用电子测量仪器的运用。 5.进一步熟悉并掌握常用电子测量仪器的运用。 进一步熟悉并掌握常用电子测量仪器的运用
Baidu Nhomakorabea 二、实验内容
1.移相器的功能检测 移相器的功能检测 2.移相器的频率特性检测 2.移相器的频率特性检测 3.移相器的李沙育图形观测 3.移相器的李沙育图形观测 4.相敏检波器的直流控制功能检测。 4.相敏检波器的直流控制功能检测。 相敏检波器的直流控制功能检测 5.相敏检波器的交流控制功能检测 5.相敏检波器的交流控制功能检测 6.相敏检波器检幅特性测量 6.相敏检波器检幅特性测量 7.相敏检波器的鉴相特性 7.相敏检波器的鉴相特性
通过以上实验结果，可以得出结论： 通过以上实验结果，可以得出结论：相敏检波器中的整形电路的作用是将 输入的 波转换变成 ，使相敏检波器中的电子开关电路能正 常工作。 常工作。
四、实验应会技能
二.移相器的频率特性检测
关闭仪器总电源，按图连接实验线路。 ① 关闭仪器总电源，按图连接实验线路。 ②将音频振荡器输出的标准信号2KHZ/2Vp-p 将音频振荡器输出的标准信号2KHZ/2Vp2KHZ/2Vp 度或180 180度 端口输出， 由“0度或180度” 端口输出，加入移相器 的输入端（Vi)。并用示波器的“CH1”通道 的输入端（Vi)。并用示波器的“CH1 通道 检测输入信号。 检测输入信号。
四、实验应会技能
四、相敏检波器的直流控制功能检测
按图的实验电路接线。 ① 按图的实验电路接线。将音频信号 p信号， 4KHZ/2V p-p（0度）信号，模拟待检测信 加入相敏检波器的输入端(Vi) (Vi)。 号，加入相敏检波器的输入端(Vi)。 将直流电压+2V加入相敏检波器的参考( +2V加入相敏检波器的参考 ② 将直流电压+2V加入相敏检波器的参考(控 电压输入端(DC) (DC)。 制)电压输入端(DC)。 ③ 开启电源 ,用示波器观测相敏检波器输入 输出信号的相位与幅值关系。绘出波形图。 /输出信号的相位与幅值关系。绘出波形图。 改变直流参考端(DC)的电压为－2V时 用示波器的“CH1、CH2”通道 (DC)的电压为 通道， ④ 改变直流参考端(DC)的电压为－2V时，用示波器的“CH1、CH2 通道，同时 观测相敏检波器输入/输出信号的相位与幅值关系，绘出波形图。 观测相敏检波器输入/输出信号的相位与幅值关系，绘出波形图。