移相器相敏檢波器實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)二 移相器相敏檢波器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私庖葡嗥?、相敏檢波器的工作原理。二、基本原理：1、 移相器工作原理：圖21為移相器電路原理圖與調(diào)理電路中的移相器單元面板圖。 圖21 移相器原理圖與面板圖圖中，IC1、R1、R2、R3、C1 構(gòu)成一階移相器（超前），在R2=R1的條件下，其幅頻特性和相頻特性分別表示為： KF1(j)=Vi/V1=-(1-jR3C1)/(1+jR3C1) KF1()=1F1()=-2tg-1R3C1其中： =2f,f為輸入信號(hào)頻率。同理由IC2,R4,R5,Rw,C3構(gòu)成另一個(gè)一階移相器（滯后），在R5=R4條件下的特性為：KF2(j)=Vo/V1=-(1-jRwC3

2、)/(1+jRwC3) KF2()=1F2()=-2tg-1RwC3由此可見(jiàn)，根據(jù)幅頻特性公式，移相前后的信號(hào)幅值相等。根據(jù)相頻特性公式，相移角度的大小和信號(hào)頻率f及電路中阻容元件的數(shù)值有關(guān)。顯然，當(dāng)移相電位器Rw=0，上式中F2=0，因此F1決定了圖71所示的二階移相器的初始移相角：即F=F1=-2tg-12fR3C1若調(diào)整移相電位器Rw，則相應(yīng)的移相范圍為：F=F1-F2=-2tg-12fR3C1+2tg-12fRwC3已知R3=10K,C1=6800p,Rw=10k,C3=0.022F,如果輸入信號(hào)頻率f一旦確定，即可計(jì)算出圖21所示二階移相器的初始移相角和移相范圍。2、相敏檢波器工作原

3、理：圖22為相敏檢波器（開(kāi)關(guān)式）原理圖與調(diào)理電路中的相敏檢波器面板圖。圖中，AC為交流參考電壓輸入端，DC為直流參考電壓輸入端，Vi端為檢波信號(hào)輸入端，Vo端為檢波輸出端。圖22 相敏檢波器原理圖與面板圖原理圖中各元器件的作用：C1交流耦合電容并隔離直流；A1反相過(guò)零比較器，將參考電壓正弦波轉(zhuǎn)換成矩形波（開(kāi)關(guān)波+14V -14V）；D1二極管箝位得到合適的開(kāi)關(guān)波形V70V（0 -14V），為電子開(kāi)關(guān)Q1提供合適的工作點(diǎn)；Q1是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，工作在開(kāi)或關(guān)的狀態(tài)；A2工作在反相器或跟隨器狀態(tài)；R6限流電阻起保護(hù)集成塊作用。關(guān)鍵點(diǎn)：Q1是由參考電壓V7矩形波控制的開(kāi)關(guān)電路。當(dāng)V70V時(shí)，Q1導(dǎo)通，使

4、A2的同相輸入5端接地成為倒相器，即V3-V1（Vo-Vi）；當(dāng)V70V時(shí)，Q1截止（相當(dāng)于A2的5端接地?cái)嚅_(kāi)），A2成為跟隨器，即V3V1（VoVi）。相敏檢波器具有鑒相特性，輸出波形V3的變化由檢波信號(hào)V1（Vi）與參考電壓波形V2（AC）之間的相位決定。下圖83為相敏檢波器的工作時(shí)序圖。圖23相敏檢波器工作時(shí)序圖三、需用器件與單元：顯示面板中的2V10V步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、音頻振蕩器；調(diào)理電路面板中的移相器、相敏檢波器單元；雙蹤示波器(自備)。四、實(shí)驗(yàn)步驟：（一） 移相器實(shí)驗(yàn)1、 調(diào)節(jié)顯示面板音頻振蕩器的幅度為最小（幅度旋鈕逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底），按圖84示意接線(xiàn)，檢查接線(xiàn)無(wú)誤后，合上主、

5、副電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率為=1KHz，幅度適中（2VVp-p8V）。圖84移相器實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖2、正確選擇雙線(xiàn)（雙蹤）示波器的“觸發(fā)”方式及其它(TIME/DIV ：在0.5mS0.1mS范圍內(nèi)選擇；VOLTS/DIV：1V5V范圍內(nèi)選擇)設(shè)置。3、調(diào)節(jié)移相器的移相電位器（逆時(shí)針到底0K順時(shí)針到底10K變化范圍），用示波器可測(cè)定移相器的初始移相角（=1）和移相范圍。4、改變輸入信號(hào)Lv頻率，調(diào)節(jié)移相電位器觀察相應(yīng)的移相變化。測(cè)試完畢關(guān)閉主電源。（二）相敏檢波器實(shí)驗(yàn)1、將顯示面板中的2V10V步進(jìn)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源切換到2V檔，調(diào)節(jié)顯示面板音頻振蕩器的幅度為最小（幅度旋鈕逆時(shí)針輕輕轉(zhuǎn)到底），再

6、按圖25示意接線(xiàn)。檢查接線(xiàn)無(wú)誤后合上主電源，調(diào)節(jié)音頻振蕩器頻率f=5KHz左右，幅度Vp-p=5V；結(jié)合相敏檢波器的原理圖和工作原理，分析觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系。圖25相敏檢波器跟隨、倒相實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)示意圖2、將相敏檢波器的DC參考電壓改接到-2V（Vo-），觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系。關(guān)閉主電源。3、按圖26示意圖接線(xiàn)，合上主電源，分別調(diào)節(jié)移相電位器和音頻信號(hào)幅度，結(jié)合相敏檢波器的原理圖和工作原理，分析觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系。圖26相敏檢波器檢波實(shí)驗(yàn)4、將相敏檢波器的AC參考電壓改接到180，分別調(diào)節(jié)移相電位器和音頻信號(hào)幅度，觀察相敏檢波器的輸入、輸出波形關(guān)系。5