调幅及相敏检波解调技术在应变式传感器振幅测量中的应用

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1、深圳大学实验报告课程名称：生物医学传感器实验项目名称：调幅及相敏检波解调技术在应变式传感器振幅测量中的应用学院：医学院专业：生物医学工程指导教师：张新宇报告人：邓泽琳学号：2009222038班级：生医02实验时间：2011-4-25实验报告提交时间：2011-5-9教务处制第一部分：移相器和相敏检波器实验一．实验目的与要求：1.了解运算放大器构成的移相电路的原理工作情况。2.了解相敏检波器的原理和工作情况。二．所需单元及部件：直流稳压电源，音频振荡器，移相器，相敏检波器，低通滤波器，V/F表，双线示波器。R110KR410KR62KR510KR310KR210K

2、V入V出C18800PWC2223652317三．实验原理：说明由运算放大器构成的移相电路的工作原理。移相器电路图（6）相敏检波电路如图（7）所示：图中①为输入信号端，③为输出端，②为交流参考电压电输入端，④为直流参考电压输入。23533V出R222KC1104R130KW51KR52K2R430KR330KV入765JD1①②③④⑤⑥当②、④端输入控制电压信号时，通过差动放大器的作用使D和J处于开关状态，从而把①端输入的正弦信号转换成半波整流信号。图（7）一．实验过程及内容：1.移相器的实验步骤：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度，180度插

3、入输出即可）。2）将示波器的两根输入线分别接到移相器的输入端输出端，调整示波器，观察示波器波形。3）旋动移相器上的电位器，观察两个波形间相位的变化。4）改变音频振荡器的频率，观察不同的频率时的最大移相范围。2.相敏检波器的实验步骤：<一>观察参考电极对相敏检波器输入的影响1）将音频振荡器频率，幅度旋钮居中，输出信号（0度或180度均可）。接相敏检波器输入端端2）将直流稳压电源2V档输出电压（正负均可）接相敏检波器端。3）示波器两通道分别接相敏输入，输出端，观察输入输出波形的相位关系和幅值关系。4）改变端参考电压的极性，观察输入输出波形的相位和幅值关系。由此可得出结论

4、：当参考电压为时，输入和输出相，当参考电压为时，输入和输出相。<二>观察参考信号对相敏检波器输出波形和电压的影响1）将音频振荡器0度端输出信号送入移相器输入端，移相器的输出端与相敏检波器的参考输入端连接，相敏检波器的信号输入端接音频0度输出。2）用示波器两通道观察附加观察插口，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波转换成波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。3）将相敏检波器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通输出端接数字电压表20V档。4）示波器两通道分别接相敏检波器输入、输出端。5）适当调节音频振荡器幅值旋钮和移相器“移相”旋钮，观察示波器中

5、波形变化和电压表电压值变化，然后将相敏检波器的输入端改接至音频振荡器180°输出端口，观察示波器和电压表的变化。由上可以看出，当相敏检波器的输入信号与开关信号相时，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，反之，则输出负极性的全波整流波形，电压表指示负极性的最大值。6）调节移相器“移相”旋钮，利用示波器和电压表，测出相敏检波器的输入VP－P值与输出直流电压的关系。7）使输入信号与参考信号的相位改变180°，测出上述关系。输入VP－P（V）输出Vo（V）一．数据处理分析：1.根据实验步骤中带下划线部分文字的要求，用示波器和电压表观察实验现象并记录，保存示

6、波器的典型波形图像，以图像的形式插入报告中。2.记录相敏检波器的输入信号Vp-p值与输出直流电压的关系，并作图表示。第二部分：半导体应变片交流半桥的振幅测量实验一．实验目的与要求：说明交流激励源的交流半桥的应用二．实验原理：当梁受到不同的频率信号激励时，振幅不同，带给应变片的应力不同，电桥输出也不同。若激励频率和梁的固有频率相同时，产生共振，此时电桥输出为最大，根据这一原理可以找出梁的固有频率。三．实验所需部件：电桥、音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、测微头、示波器。低通VΦ1Φ2－＋差放相敏检波器电压表0°5HKZ移相Lv5KHZRR

7、RRWAWD四．方法、步骤：1.测量系统的结构原理图和输入输出信号如下图所示。将平行梁上的两个半导体应变片构成交流半桥，请按照该原理图，连接电路，测量臂的振幅。2.交流电桥调平衡。将低频振荡器输出端接至“震荡II”端，此时悬臂梁开始震动。3.用示波器观察差动放大器和低通滤波器的输出波形，注意调节示波器的扫描时间，差动放大器输出的是调幅波。4.固定低频振荡器幅值旋钮不变，电压/频率表放2KHz档，接低频振荡输出端。调节低频振荡频率，用示波器读出系统最大振幅值，此时频率表所表示即为梁的固有频率。一．实验记录分析：1.梁振动时，用示波器观察差放的输出，并记录波形。2.