2移相器相敏检波器实验.docx

实验二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2—1为移相器电路原理图与调理电路中的移相器单元面板图VI0'.'I.1-■::/rZ=p.移和器移川•、： - '. ■/I工~ L-J ■：.:::图2—1 移相器原理图与面板图图中，IC1、Ri、R2、R3、Cl构成一阶移相器(超前)，在R2=R 1的条件下，其幅频特性和相频特性分别表示为：Kfi (j 3 )=Vi/V1=-(l-j co R3Ci)/(l+j 3 R3C1)Kfi(3)=1①F](o)=—打—2tg-1 3 R3C1其中：3=2nf,f为输入信号频率同理由IC2,R4,R5,Rw,C3构成另一个一阶移相器(滞后)， 在R5=R4条件下的特性为：KF2(j3)=Vo/V1=—(1—j3RwC3)/(1+j3RwC3)KF2(3)=1①F2(3)=—H —2tg-1 3 RwC3 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=o,上式中①F2=0， 因此①Fl决定了图7—1所示的二阶移相器的初始移相角：即①F二①F1二-打—2tg-i2 ji fR3C1若调整移相电位器Rw，则相应的移相范围为：△①f=©F1—①F2=-2tg-12 J fR3C1+2tg-】2 jfA RwC3 已知R3=10K Q ,C1=6800p, △RwJOk Q ,C3=0.022卩F,如果输入信号频率f 一旦确定，即 可计算出图2—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2—2为相敏检波器(开关式)原理图与调理电路中的相敏检波器面板图图中，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ViQI■■ ■(QJ Vo O―—I曲卜DCCLD1一相敏检波器图2—2 相敏检波器原理图与面板图原理图中各元器件的作用：C1交流耦合电容并隔离直流；A1反相过零比较器，将参考 电压正弦波转换成矩形波(开关波+14V〜-14V)； D1二极管箝位得到合适的开关波形V7W0V (0〜-14V),为电子开关Q1提供合适的工作点；Q1是结型场效应管，工作在开或关 的状态；A2 工作在反相器或跟随器状态；R6限流电阻起保护集成块作用关键点：Q1是由参考电压V7矩形波控制的开关电路当V7 = 0V时，Q1导通，使A2 的同相输入5端接地成为倒相器，即V3 = -V1 (Vo = -Vi)；当V7V0V时，Q1截止(相当于 A2的5端接地断开)，A2成为跟随器，即V3=V1 (Vo=Vi)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 (Vi)与参考电压波形V2 (AC)之间的相位决定下图8— 3为相敏检波器的工作时序图。

图 2—3 相敏检波器工作时序图三、 需用器件与单元：显示面板中的±2V〜土 10V步进可调直流稳压电源、音频振荡器； 调理电路面板中的移相器、相敏检波器单元；双踪示波器（自备）四、 实验步骤：（一） 移相器实验1、调节显示面板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 8—4示意接线，检查接线无误后，合上主、副电源开关，调节音频振荡器的频率为f=lKHz,幅 度适中（2VWVp-pW8V）9丄18C移相7； 波音频振荡器.Vi移相器图 8—4 移相器实验接线图2、 正确选择双线（双踪）示波器的“触发”方式及其它（TIME/DIV :在0.5mS〜O.ImS 范围内选择；VOLTS/DIV： IV〜5V范围内选择）设置3、 调节移相器的移相电位器（逆时针到底OKQ〜顺时针到底1OKQ变化范围），用示波 器可测定移相器的初始移相角（①f = ©F］）和移相范围△①f4、 改变输入信号Lv频率，调节移相电位器观察相应的移相变化测试完毕关闭主电源二）相敏检波器实验1、将显示面板中的±2V〜土 10V步进可调直流稳压电源切换到2V档，调节显示面板音 频振荡器的幅度为最小（幅度旋钮逆时针轻轻转到底），再按图2—5 示意接线。

检查接线无 误后合上主电源，调节音频振荡器频率f=5KHz左右，幅度Vp-p=5V；结合相敏检波器的原 理图和工作原理，分析观察相敏检波器的输入、输出波形关系FI流勧血源 斤频振荡器 相嫩检波器V:<-T碱器CH2通道◎ n 」J图 2—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 （Vo-）,观察相敏检波器的输入、输出波形 关系关闭主电源3、 按图2—6 示意图接线，合上主电源，分别调节移相电位器和音频信号幅度，结合相 敏检波器的原理图和工作原理，分析观察相敏检波器的输入、输出波形关系相敏检波器◎示下波曙曲通道图 2—6 相敏检波器检波实验4、将相敏检波器的 AC 参考电压改接到 180°，分别调节移相电位器和音频信号幅度 观察相敏检波器的输入、输出波形关系5、作出相敏检波器检波实验的工作时序波形图，实验完毕关闭主、副电源五、思考题：通过移相器、相敏检波器的实验是否对二者的工作原理有了更深入的理解?能理解相敏检波 器同时具有鉴幅、鉴相特性吗?。