移相器与相敏检波实验

《移相器与相敏检波实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中国石油大学传感器实验报告成绩：班级：姓名：同组者：教师:移相器与相敏检波器实验【实验目的】1.理解移相器和相敏检波器的工作原理。2.学习传感器实验仪和交流毫伏表的使用。3.学习用双踪示波器测量相移的方法。【实验原理】1.移相器的工作原理移相器是由电阻、电抗元件、非线性元件和冇源器件等构成的一种电路，当正弦信号经过移相器时具相位会发牛改变。理想的移相器在调整电路参数时，可使通过信号的相位在0。〜360°Z间连续变化，而不改变信号的幅度，即信号可不失真地通过，只是相位发牛了变化，图6-1为移相器的工作原理，其中相角©为经过移相器所获得的。ui=Usincotuo

2、=Usin(cot+►移相器►图6-1移相器工作原理2.相敏检波器的工作原理和敏检波器是一种根据信号的相位來提取有用信号的处理电路，在外部同频控制信号作用下，用控制信号来截取输入信号，相敏检波器输出的肓流分最为反映输入信号与控制信号相位旁的肓流电压，经低通滤波器LPF滤除高频分量后得到直流输出信号E;相敏检波器的组成框图见图6-2o图6-2相敏检波器的组成框图设控制信号表达式为:1u'=<0rt

3、T/2E=—JUsin(cot+(p)dt=ToT12Jsin(coto

4、用控制信号截取输入信号后得到：对知积分并在一个周期内取平均得:+(p)d(cot+0)=[cos(cot+0)]："coT(6-1)--[cos(龙+0)-cos0]=一-[cos兀cos0—sin兀sin©-cos=—cos(p27T2/r71由式(6-1)可以看出，相敏检波器经低通滤波器输出一个反映输入信号相位差的直流电压,当0=0时，即输入信号与控制信号同相时£=-,当0=90。，即输入信号与控制信号正交时,71E=0o利用相敏检波器町以消除信号中干扰噪声的影响。设输入信号中包含有噪声信号知和有用信号他,HP：u=us--un,贝

5、J:u（）=u-uc

6、=ucus+ucun,对％积分并在一个周期内取平均得:］T

7、TE=—ucus血（初+（PM+—ucUnsin（cot+（pn）dt10/0=—［匕cos（（ps一）+（7"cos（（pn-（pc）］71通过移相器调节控制信号叫的相位，使噪声信号与控制信号相差90°相角，此时：久-0=90°,贝山E=^cos（久-汽），即相敏检波器的输出仅含有有用信号/分量，噪声71信号被剔除。因此，相敏检波器广泛用于通信领域和无损检测领域等用于有用侑号的甄别。【实验装置】传感器实验仪、双踪示波器、交流毫伏表。【实验内容】接通传感器实验仪、双踪示波器和交流毫伏表电源，预热1

8、0分钟。1.移相器相移量的测量：在传感器实验仪上找到音频振荡器、移相器模块，将音频振荡器的输出端0。接到移相器的输入端，地线用导线连接。双踪示波器的CHI、CH2选定AC输入，探头衰减比1：1,触发源模式MODE拨至U“DAUL”，显示方式AET/CHOP置“ALT”。CH1接音频振荡器输出端，CH2接移相器输出端。交流毫伏表的L.CH接音频振荡器输出端，R.CH接移相器输出端。调整音频振荡器的频率旋钮，用示波器观察振荡波形的周期为200us,此时输出频率为5KHz；调整音频振荡器的输出幅度旋钮至输出幅度为5V（用交流毫伏表测量，注意：红表笔接测量端，黑表笔接

9、地，根据信号幅度合理选择量程）。保持咅频振荡器输出信号幅度5V有效值不变，调整移相器移相旋钮，在示波器屏幕上观察CHKCH2通道信号ZI'可的相位变化。调整扫描速率“TTME/DIV”和水平位移旋钮“POSITION”，使得CH1音频振荡器波型的过零点处于示波器屏幕某一条垂直分度线上，则CH2移相器输出信号波型的过零点相对于CH1在时间轴上的分度差DIV即代表两通道信号之间的相位差，通过分度差可计算出时间偏差：△T=±AD/Vx（77ME/DW）,注意观察CH2波形相对于CH1波形是超前还是滞后，如果CH2超前CH1,则△丁为正值，如果CH2滞后CH1,则为

10、负arjn值，根据AT可计算岀相移量：（p=—x360°oT2.移相器输出幅度与相移量关系的测量：保持音频振荡器输出信号幅度V（）=5V有效值不变，输出频率为f=5KHz，调整示波器扫描速率“TIME/DIV”为10us,调整移相器移相旋钮使得AT分别为24us、16us、8us、0us、-8us、-16us、-24us>-32us>-40us、-48us>-56us、-64us吋测量移相器输出信号的幅度,Ary-w记录入表6・1,计算出相移量=—x36O°,在肓角坐标纸上画出匕/--炉曲线，确定理想相移范围。1.相敏检波器实验：a）在传感器实验仪上找到音频振

11、荡器、移相器、相敏检波器模块和直流电压