相敏檢波器電路的原理:由施密特開關電路及運放組成的相敏檢波器電路的原理。
實驗原理:
當②、④端輸入控制電壓訊號時,透過差動電路的作用使D和J處於開或關的狀態,從而把①端輸入的正弦訊號轉換成全波整流訊號。
(圖7)
實驗所需部件:
公共電路模組(二)(相敏檢波器、移相器、低通濾波器)、音訊訊號源、直流穩壓電源、電壓表、示波器
實驗步驟:
1、連線主機與實驗模組電源線,音訊訊號輸出接相敏檢波輸入端①。
2、直流穩壓電源2V檔輸出(正或負均可)接相敏檢波器④端。
3、示波器兩通道分別接相敏輸入、輸出端,觀察輸入、輸出波形的相位關係和幅值關係。
4、改變④端參考電壓的極性,觀察輸入、輸出波形的相位和幅值關係。由此可以得出結論:當參考電壓為正時,輸入與輸出同相,當參考電壓為負時,輸入與輸出反相。
5、將音訊振盪器00 端輸出訊號送入移相器輸入端,移相器的輸出與相敏檢波器的參考輸入端②連線,相敏檢波器的訊號輸入端①接音訊00輸出。
6、用示波器兩通道觀察附加觀察插口⑤、⑥的波形。
可以看出,相敏檢波器中整形電路的作用是將輸入的正弦波轉換成方波,使相敏檢波器中的電子開關能正常工作。
7、將相敏檢波器的輸出端與低通濾波器的輸入端連線,低通輸出端接數字電壓表20V檔。
8、示波器兩通道分別接相敏檢波器輸入、輸出端。
9、適當調節音訊振盪器幅值旋鈕和移相器“移相”旋鈕,觀察示波器中波形變化和電壓表電壓值變化,然後將相敏檢波器的輸入端①改接至音訊振盪器1800輸出埠,觀察示波器和電壓表的變化。
由上可以看出,當相敏檢波器的輸入訊號與開關訊號同相時,輸出為正極性的全波整流訊號,電壓表指示正極性方向最大值,反之,則輸出負極性的全波整流波形,電壓表指示負極性的最大值。
10、調節移相器“移相”旋鈕,利用示波器和電壓表,測出相敏檢波器的輸入Vp-p值與輸出直流電壓的關係。
11、使輸入訊號與參考訊號的相位改變1800,得出實驗結果。
相敏檢波的功用和原理
1、什麼是相敏檢波電路?
相敏檢波電路是具有鑑別調制訊號相位和選頻能力的檢波電路。
2、為什麼要採用相敏檢波?
包絡檢波有兩個問題:一是解調的主要過程是對調幅訊號進行半波或全波整流,無法從檢波器的輸出鑑別調製訊號的相位。第二,包絡檢波電路本身不具有區分不同載波頻率的訊號的能力。對於不同載波頻率的訊號它都以同樣方式對它們整流,以恢復調製訊號,這就是說它不具有鑑別訊號的能力。為了使檢波電路具有判別訊號相位和頻率的能力,提高抗干擾能力,需採用相敏檢波電路。
3、相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能與電路構成上最主要的區別是什麼?
相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能上的主要區別是相敏檢波電路能夠鑑別調製訊號相位,從而判別被測量變化的方向,同時相敏檢波電路還具有選頻的能力,從而提高測控系統的抗干擾能力。從電路結構上看,相敏檢波電路的主要特點是,除了所需解調的調幅訊號外,還要輸入一個參考訊號。有了參考訊號就可以用它來鑑別輸入訊號的相位和頻率。
4、相敏檢波電路與調幅電路在結構上有哪些相似之處?它們又有哪些區別?
將調製訊號ux乘以幅值為1的載波訊號就可以得到雙邊帶調幅訊號us,將雙邊帶調幅訊號us再乘以載波訊號,經低通濾波後就可以得到調製訊號ux。這就是相敏檢波電路在結構上與調製電路相似的原因。
二者主要區別是調幅電路實現低頻調製訊號與高頻載波訊號相乘,輸出為高頻調幅訊號;而相敏檢波器實現高頻調幅訊號與高頻載波訊號相乘,經濾波後輸出低頻解調訊號。這使它們的輸入、輸出耦合迴路與濾波器的結構和引數不同。
(三)相敏檢波電路的選頻與鑑相特性
1、相敏檢波電路的選頻特性
什麼是相敏檢波電路的選頻特性?
相敏檢波電路的選頻特性是指它對不同頻率的輸入訊號有不同的傳遞特性。以參考訊號為基波,所有偶次諧波在載波訊號的一個週期內平均輸出為零,即它有抑制偶次諧波的功能。對於n=1,3,5等各奇次諧波,輸出訊號的幅值相應衰減為基波的1/ n,即訊號的傳遞係數隨諧波次數增高而衰減,對高次諧波有一定抑制作用。
2、相敏檢波電路的鑑相特性
什麼是相敏檢波電路的鑑相特性?
如果輸入訊號us為與參考訊號uc(或Uc)同頻訊號,但有一定相位差,這時輸出電壓uo=Usm/2cos∮,即輸出訊號隨相位差∮的餘弦而變化。
由於在輸入訊號與參考訊號同頻但有一定相位差時,輸出訊號的大小與相位差有確定的函式關係,可以根據輸出訊號的大小確定相位差的值,相敏檢波電路的這一特性稱為鑑相特性。
相敏檢波器電路的原理:由施密特開關電路及運放組成的相敏檢波器電路的原理。
實驗原理:
當②、④端輸入控制電壓訊號時,透過差動電路的作用使D和J處於開或關的狀態,從而把①端輸入的正弦訊號轉換成全波整流訊號。
(圖7)
實驗所需部件:
公共電路模組(二)(相敏檢波器、移相器、低通濾波器)、音訊訊號源、直流穩壓電源、電壓表、示波器
實驗步驟:
1、連線主機與實驗模組電源線,音訊訊號輸出接相敏檢波輸入端①。
2、直流穩壓電源2V檔輸出(正或負均可)接相敏檢波器④端。
3、示波器兩通道分別接相敏輸入、輸出端,觀察輸入、輸出波形的相位關係和幅值關係。
4、改變④端參考電壓的極性,觀察輸入、輸出波形的相位和幅值關係。由此可以得出結論:當參考電壓為正時,輸入與輸出同相,當參考電壓為負時,輸入與輸出反相。
5、將音訊振盪器00 端輸出訊號送入移相器輸入端,移相器的輸出與相敏檢波器的參考輸入端②連線,相敏檢波器的訊號輸入端①接音訊00輸出。
6、用示波器兩通道觀察附加觀察插口⑤、⑥的波形。
可以看出,相敏檢波器中整形電路的作用是將輸入的正弦波轉換成方波,使相敏檢波器中的電子開關能正常工作。
7、將相敏檢波器的輸出端與低通濾波器的輸入端連線,低通輸出端接數字電壓表20V檔。
8、示波器兩通道分別接相敏檢波器輸入、輸出端。
9、適當調節音訊振盪器幅值旋鈕和移相器“移相”旋鈕,觀察示波器中波形變化和電壓表電壓值變化,然後將相敏檢波器的輸入端①改接至音訊振盪器1800輸出埠,觀察示波器和電壓表的變化。
由上可以看出,當相敏檢波器的輸入訊號與開關訊號同相時,輸出為正極性的全波整流訊號,電壓表指示正極性方向最大值,反之,則輸出負極性的全波整流波形,電壓表指示負極性的最大值。
10、調節移相器“移相”旋鈕,利用示波器和電壓表,測出相敏檢波器的輸入Vp-p值與輸出直流電壓的關係。
11、使輸入訊號與參考訊號的相位改變1800,得出實驗結果。
相敏檢波的功用和原理
1、什麼是相敏檢波電路?
相敏檢波電路是具有鑑別調制訊號相位和選頻能力的檢波電路。
2、為什麼要採用相敏檢波?
包絡檢波有兩個問題:一是解調的主要過程是對調幅訊號進行半波或全波整流,無法從檢波器的輸出鑑別調製訊號的相位。第二,包絡檢波電路本身不具有區分不同載波頻率的訊號的能力。對於不同載波頻率的訊號它都以同樣方式對它們整流,以恢復調製訊號,這就是說它不具有鑑別訊號的能力。為了使檢波電路具有判別訊號相位和頻率的能力,提高抗干擾能力,需採用相敏檢波電路。
3、相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能與電路構成上最主要的區別是什麼?
相敏檢波電路與包絡檢波電路在功能上的主要區別是相敏檢波電路能夠鑑別調製訊號相位,從而判別被測量變化的方向,同時相敏檢波電路還具有選頻的能力,從而提高測控系統的抗干擾能力。從電路結構上看,相敏檢波電路的主要特點是,除了所需解調的調幅訊號外,還要輸入一個參考訊號。有了參考訊號就可以用它來鑑別輸入訊號的相位和頻率。
4、相敏檢波電路與調幅電路在結構上有哪些相似之處?它們又有哪些區別?
將調製訊號ux乘以幅值為1的載波訊號就可以得到雙邊帶調幅訊號us,將雙邊帶調幅訊號us再乘以載波訊號,經低通濾波後就可以得到調製訊號ux。這就是相敏檢波電路在結構上與調製電路相似的原因。
二者主要區別是調幅電路實現低頻調製訊號與高頻載波訊號相乘,輸出為高頻調幅訊號;而相敏檢波器實現高頻調幅訊號與高頻載波訊號相乘,經濾波後輸出低頻解調訊號。這使它們的輸入、輸出耦合迴路與濾波器的結構和引數不同。
(三)相敏檢波電路的選頻與鑑相特性
1、相敏檢波電路的選頻特性
什麼是相敏檢波電路的選頻特性?
相敏檢波電路的選頻特性是指它對不同頻率的輸入訊號有不同的傳遞特性。以參考訊號為基波,所有偶次諧波在載波訊號的一個週期內平均輸出為零,即它有抑制偶次諧波的功能。對於n=1,3,5等各奇次諧波,輸出訊號的幅值相應衰減為基波的1/ n,即訊號的傳遞係數隨諧波次數增高而衰減,對高次諧波有一定抑制作用。
2、相敏檢波電路的鑑相特性
什麼是相敏檢波電路的鑑相特性?
如果輸入訊號us為與參考訊號uc(或Uc)同頻訊號,但有一定相位差,這時輸出電壓uo=Usm/2cos∮,即輸出訊號隨相位差∮的餘弦而變化。
由於在輸入訊號與參考訊號同頻但有一定相位差時,輸出訊號的大小與相位差有確定的函式關係,可以根據輸出訊號的大小確定相位差的值,相敏檢波電路的這一特性稱為鑑相特性。