移相器、相敏检波器实验

《移相器、相敏检波器实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、移相器、相敏检波器实验一、实验目的：了解移相器、相敏检波器的工作原理。二、基本原理：1、移相器工作原理：图7—1为移相器电路原理图与实验模板上的面板图。图中，IC-1、R1、R2、R3、C1图7—1移相器原理图与模板上的面板图构成一阶移相器（超前），在R2=R1的条件下，可证明其幅频特性和相频特性分别表示为：KF1(jω)=Vi/V1=-(1-jωR3C1)/(1+jωR3C1)KF1(ω)=1ΦF1(ω)=-л-2tg-1ωR3C1其中：ω=2лf,f为输入信号频率。同理由IC-2,R4,R5,Rw,C3构成另一个

2、一阶移相器（滞后），在R5=R4条件下的特性为：KF2(jω)=Vo/V1=-(1-jωRwC3)/(1+jωRwC3)KF2(ω)=1ΦF2(ω)=-л-2tg-1ωRwC3由此可见，根据幅频特性公式，移相前后的信号幅值相等。根据相频特性公式，相移角度的大小和信号频率f及电路中阻容元件的数值有关。显然，当移相电位器Rw=0，上式中ΦF2=0，因此ΦF1决定了图7—1所示的二阶移相器的初始移相角：即ΦF=ΦF1=-л-2tg-12лfR3C1若调整移相电位器Rw，则相应的移相范围为：ΔΦF=ΦF1-ΦF2=-2tg-

3、12лfR3C1+2tg-12лfΔRwC3已知R3=10kΩ,C1=6800p,△Rw=10kΩ,C3=0.022μF,如果输入信号频率f一旦确定，即可计算出图7—1所示二阶移相器的初始移相角和移相范围。2、相敏检波器工作原理：图7—2为相敏检波器（开关式）原理图与实验模板上的面板图。图中，AC为交流参考电压输入端，DC为直流参考电压输入端，Vi端为检波信号输入端，Vo端为检波输出端。图7—2相敏检波器原理图与模板上的面板图原理图中各元器件的作用：C5-1交流耦合电容并隔离直流；IC5-1反相过零比较器，将参考电压

4、正弦波转换成矩形波（开关波+14V～-14V）；D5-1二极管箝位得到合适的开关波形V7≤0V（0～-14V）；Q5-1是结型场效应管，工作在开、关状态；IC5-2工作在倒相器、跟随器状态；R5-6限流电阻起保护集成块作用。关键点：Q5-1是由参考电压V7矩形波控制的开关电路。当V7＝0V时，Q5-1导通，使IC5-2同相输入5端接地成为倒相器，即V3＝-V1；当V7＜0V时，Q5-1截止（相当于断开），IC5-2成为跟随器，即V3＝V1。相敏检波器具有鉴相特性，输出波形V3的变化由检波信号V1与参考电压波形V2之间

5、的相位决定。下图7—3为相敏检波器的工作时序图。图7—3相敏检波器工作时序图三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、音频振荡器；移相器/相敏检波器/低通滤波器实验模板；双踪示波器(自备)。四、实验步骤：(一)移相器实验1、调节音频振荡器的幅度为最小（幅度旋钮逆时针轻轻转到底），按图7—4示意接线，检查接线无误后，合上主机箱电源开关，调节音频振荡器的频率（用示波器测量）为ｆ=1kHz，幅度适中（2V≤Vp-p≤8V）。图7—4移相器实验接线图2、正确选择双线（双踪）

6、示波器的“触发”方式及其它设置(提示：触发源选择内触发CH1、水平扫描速度TIME/DIV在0.1mS～10µS范围内选择、触发方式选择AUTO。垂直显示方式为双踪显示DUAL、垂直输入耦合方式选择交流耦合AC、灵敏度VOLTS/DIV在1V～5V范围内选择)，调节移相器模板上的移相电位器（旋钮），用示波器测量波形的相角变化。3、调节移相器的移相电位器（逆时针到底0kΩ～顺时针到底10kΩ变化范围），用示波器可测定移相器的初始移相角（ΦＦ=ΦＦ1）和移相范围△ΦＦ。4、改变输入信号频率为ｆ=9kHz，再次测试相应的Φ

7、Ｆ和△ΦＦ。测试完毕关闭主电源。（二）相敏检波器实验1、调节音频振荡器的幅度为最小（幅度旋钮逆时针轻轻转到底），将±2V～±10V可调电源调节到±2V档。按图7—5示意接线，检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器频率f=5kHz，峰峰值Vp-p=5V（用示波器测量）；结合相敏检波器工作原理，分析观察相敏检波器的输入、输出波形关系(跟随关系，波形相同)。＊提示：示波器设置除与(一)移相器实验2中的垂直输入耦合方式选择直流耦合DC外，其它设置都相同；但当CH1、CH2输入对地短接时，将二者光迹线移动到显示屏中间

8、(居中)后再进行测量波形。图7—5相敏检波器跟随、倒相实验接线示意图2、将相敏检波器的DC参考电压改接到-2V(-Vout)，调节相敏检波器的电位器钮使示波器显示的两个波形幅值相等(相敏检波器电路已调整完毕，以后不要触碰这个电位器钮)，观察相敏检波器的输入、输出波形关系(倒相作用，反相波形)。关闭电源。3、按图7—6示意图接线，合上主机箱电源，