移相器.
2.移相器相敏检波器实验
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。
图2—1 移相器原理图与面板图图中，IC1、R1、R2、R3、C1构成一阶移相器（超前），在R2=R1的条件下，其幅频特性和相频特性分别表示为：K F1(jω)=Vi/V1=-(1-jωR3C1)/(1+jωR3C1)K F1(ω)=1ΦF1(ω)=-л-2tg-1ωR3C1其中：ω=2лf,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：K F2(jω)=Vo/V1=-(1-jωRwC3)/(1+jωRwC3)K F2(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-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。
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V7≤0V（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。
移相器的概念
移相器的概念移相器是一种电子设备，用于改变输入信号的相位。
相位指的是信号波形中某一点的位置，它是描述周期性波形的重要参数之一。
移相器可以通过加入延迟或改变频率来改变信号的相位，从而实现相位调节的功能。
移相器广泛应用于通信、雷达、无线电和光学等领域，是一种重要的信号处理设备。
移相器的原理是通过控制输入信号的延迟或频率来实现相位调节。
一种常见的移相器是延迟链移相器，它由一系列延迟元件组成，通过调节延迟元件的状态来改变输入信号的相位。
另一种常见的移相器是频率移相器，它通过改变输入信号的频率来实现相位调节。
此外，还有一些其他类型的移相器，如数字移相器、微波移相器等，它们在不同的应用领域有着不同的特点和优势。
移相器有着广泛的应用，其中最主要的应用领域之一是通信领域。
在通信系统中，移相器可以用于调制解调过程中的相位调节，通过移相器可以实现信号的相位补偿、相位调制和相位调解等功能，从而提高通信系统的性能和稳定性。
此外，移相器还可以用于通信系统中的载波同步、时钟恢复和频率合成等功能，是通信系统中不可或缺的组成部分。
在雷达领域，移相器也有着重要的应用。
雷达系统中常常需要对发射的脉冲信号进行相位调制，以实现目标的探测和测距。
移相器可以用于对雷达信号进行相位调制，从而实现对目标的精确探测和跟踪。
此外，移相器还可以用于雷达系统中的天线相控阵，通过控制天线阵列中的移相器来实现波束的形成和指向控制，从而提高雷达系统的灵敏度和分辨率。
除了通信和雷达领域，移相器在无线电和光学领域也有着重要的应用。
在无线电领域，移相器可以用于对射频信号进行相位调制，从而实现对无线电信号的调制和解调。
在光学领域，移相器可以用于对光信号进行相位调制，从而实现光通信、光传感和光学成像等应用。
实际上，移相器在现代电子技术中有着非常广泛的应用。
随着通信、雷达、无线电和光学技术的不断发展，人们对于信号处理和相位调节的需求也越来越高，移相器作为一种重要的信号处理设备，将继续在各种应用领域发挥着重要的作用。
移相器的工作原理
移相器的工作原理
移相器是一种用于光学成像的设备，它能够改变光线的相位，从而实现对焦和深度感知的功能。
在摄影和显微镜领域，移相器被广泛应用，它的工作原理是基于光的波动性和干涉现象的。
首先，我们来了解一下光的波动性。
光是一种电磁波，它具有波动性和粒子性。
在光学成像中，光的波动性起着决定性作用。
当光线通过不同介质或经过光学器件时，会发生折射、反射和干涉等现象，这些现象都与光的波动性密切相关。
移相器利用了光的波动性和干涉现象来实现对焦和深度感知。
它通常由两个或多个光学元件构成，其中包括透镜、衍射光栅等。
这些光学元件能够改变光线的相位，从而影响光的传播和成像。
在移相器的工作过程中，光线首先经过透镜聚焦，然后被衍射光栅或其他光学元件改变其相位。
通过调节衍射光栅的参数，如周期、方向等，可以实现对焦和深度感知的效果。
具体来说，当衍射光栅的参数发生变化时，光线的相位也会发生变化，从而影响成像的清晰度和深度信息。
除了衍射光栅，移相器还可以利用其他光学元件，如液晶透镜、声波透镜等，来实现对焦和深度感知的功能。
这些光学元件能够通
过电磁场、声波等外部信号来改变其光学特性，从而实现对焦和深
度感知的调节。
总的来说，移相器的工作原理是基于光的波动性和干涉现象的。
它利用光学元件改变光线的相位，从而实现对焦和深度感知的功能。
在摄影和显微镜领域，移相器的应用为成像技术带来了新的可能，
为人们观察微观世界和捕捉精彩瞬间提供了更多选择和便利。
希望
本文能够帮助读者更好地理解移相器的工作原理，进一步探索光学
成像技术的奥秘。
移相器
移相器移相器是实现相扫的关键器件，其重点参数是移相精度、带宽、功率容量、插入损耗和稳定性等指标。
移相器的种类有多种，经典的移相器包括PIN二极管移相器和铁氧体移相器，新近应用的移相器有矢量调制移相器、光纤移相器、微机电(MEMS)移相器、“块移相器”和基于视频处理的数字移相。
移相技术和移相器的选取主要依据雷达工作频段、相控阵天线类型、移相精度要求、插入损耗、技术成熟性和实现成本等因素综合考虑。
1.1 PIN二极管移相器以PIN二极管为开关控制单元，控制信号的传输路径差，从而得到对应的差相移。
该移相器的特点是开关时间短、体积小、重量轻、便于集成，缺点是带宽窄、功率容限小。
由于受移相精度和插损的限制，目前在毫米波雷达射频移相中采用不多，多见于毫米波通信。
1.2 铁氧体移相器通过外加直流磁场改波导内的铁氧体导磁系数，从而改变电磁波的相速，得到不同的相移。
该移相器的优点是承受功率高、带宽较宽，缺点是激励功率大、开关时间长、较为笨重。
在毫米波无源相控阵雷达中具有应用，但插损和体积重量限制了其应用范围。
PIN二极管移相器和铁氧体移相器通过串联，采用二进制多位态控制可以构成n位数字移相器，如n=6的最小移相值为3600/26=5.6250。
数字移相量不连续，将引起天线阵面的量化误差，将会降低天线增益、增大天线副瓣电平、使主瓣波束偏移。
合理选择和设计移相器的位数，可控制量化误差的影响，满足系统指标的要求。
1.3 矢量调制移相器矢量调制移相器通过信号正交分解的2个分量和其反相分量共4个信号分量进行幅度调制，根据相移量的大小分选出两路相加，从而获得满足需要相移的输出信号。
矢量调制移相器为有源器件，适合于MMIC集成于T/R组件，可同时提供4种相位状态，在获得相移的同时也获得了幅度调制。
矢量调制器在微波频段已有成熟产品，毫米波频段的矢量调制器已有试验样件。
目前，美国Triquint公司采用0.5 um PHEMT GaAs技术已经开发出Ka频段、相对线性相位偏移±10、插入损耗10dB的毫米波矢量调制器。
移相器实验报告
一、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、非线性元件和有源器件等构成的一种电路，当正弦信号经过移相器时其相位会发生改变。
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?之间连续变化，而不改变信号的幅度，即信号可不失真地通过，只是相位发生了变化，图1为移相器的工作原理，其中相角?为经过移相器所获得的。
2. 相敏检波器的工作原理相敏检波器是一种根据信号的相位来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，相敏检波器输出的直流分量为反映输入信号与控制信号相位差的直流电压，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2。
t?10?t??2 设控制信号表达式为： u??t?0?t?t2? ?t??)，输入信号与控制信号在时域中的关系见图3。
设输入信号为：u?usin( 用控制信号截取输入信号后得到：u0?u?u，对u0积分并在一个周期内取平均得：1t/2ue?usin(?t??)dt??t0?t??t/20?t??)d(?t??)???sin(u/2[cos(?t??)]t0?tuuu[cos(???)?cos?]??[cos?cos??sin?sin??cos?]?cos?2?2?? ①由式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时，即输入信号与控制信号同相时e?交时，e?0。
利用相敏检波器可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un和有用信号us，即：u?us?un，则：u0?u?uc?ucus?ucun，对u0积分并在一个周期内1t1t取平均得：e??ucussin(?t??s)dt??ucunsin(?t??n)dt t0t0 ?1u?，当??90?，即输入信号与控制信号正?[uscos(?s??c)?uncos(?n??c)] 通过移相器调节控制信号uc的相位，使噪声信号与控制信号相差90°相角，此时：则：e??n??c?90?，us?cos(?s??c)，即相敏检波器的输出仅含有有用信号us分量，噪声信号被剔除。
移相器原理
移相器原理一、移相器的定义和作用移相器（Phase Shifter）是一种用于改变电路中信号的相位的装置或电路。
在电子学中，相位是指信号的偏移量或延迟，而移相器可以通过改变电路中的电流或电压来改变信号的相位。
移相器常用于无线通信、雷达系统、天线阵列等领域，用于调整信号的相位以实现特定的功能或性能优化。
二、移相器的基本原理移相器的基本原理是通过改变电路中的电感或电容来改变信号的相位。
根据电路中元件的不同，可以将移相器分为电感移相器和电容移相器。
2.1 电感移相器电感移相器是通过改变电路中的电感来改变信号的相位。
当电感移相器中的电感值发生变化时，信号通过电感时会发生相位的改变。
电感移相器常用于低频信号的移相。
2.2 电容移相器电容移相器是通过改变电路中的电容来改变信号的相位。
当电容移相器中的电容值发生变化时，信号通过电容时会发生相位的改变。
电容移相器常用于高频信号的移相。
三、电感移相器的工作原理电感移相器是通过改变电路中的电感来改变信号的相位。
主要有以下几种类型的电感移相器：串联电感移相器是将多个电感串联连接起来，通过改变串联电感的总电感值来改变信号的相位。
当串联电感的电感值增大时，信号的相位会发生正向移相；当串联电感的电感值减小时，信号的相位会发生反向移相。
3.2 并联电感移相器并联电感移相器是将多个电感并联连接起来，通过改变并联电感的总电感值来改变信号的相位。
当并联电感的电感值增大时，信号的相位会发生反向移相；当并联电感的电感值减小时，信号的相位会发生正向移相。
3.3 可变电感移相器可变电感移相器是通过改变电路中的可变电感器件来改变信号的相位。
可变电感器件可以是电感线圈的可调节端点，通过改变端点的位置来改变电感值，从而改变信号的相位。
四、电容移相器的工作原理电容移相器是通过改变电路中的电容来改变信号的相位。
主要有以下几种类型的电容移相器：4.1 串联电容移相器串联电容移相器是将多个电容串联连接起来，通过改变串联电容的总电容值来改变信号的相位。
移相器工作原理
移相器工作原理
移相器是一种改变信号的相位的设备，通常用于调整信号相位以实现相位调制、相位解调和相位变换等功能。
其主要工作原理如下：
1. 相位移动：移相器能够将输入信号的相位进行有限的移动。
这可以通过多种方式实现，其中一种常见的方法是采用电压控制的移动反馈电路。
通过调节输入的电压信号，移相器可以改变其输出信号的相位。
通常，移相器提供一个可以调节的控制电压，用于控制想要的相位移动量。
2. 相位调制：移相器可以将基频正弦信号的相位进行调制。
通过输入一个调制信号，其相位可以按照调制信号的波形进行相应的改变。
这可以实现一些常见的调制方式，如频移键控调制（FSK）、相移键控调制（PSK）等。
3. 相位解调：移相器也可以用于解调已经调制过的信号。
通过输入已经调制的信号，移相器可以将调制信号的相位转换为对应的幅度或频率变化，从而还原出原始信号。
4. 相位变换：移相器还可以将信号的相位进行非线性变换。
这可以通过使用电感元件、电容元件、晶体管等实现，使得输入信号的相位与输出信号的相位之间存在非线性关系。
这种相位变换可以用于频谱扩展、信号滤波等应用。
总的来说，移相器的主要工作原理是通过调节输入信号的相位，
实现相位移动、相位调制、相位解调和相位变换等功能。
这使得移相器在通信、调制解调、信号处理等领域有着广泛的应用。
实验02(移相器)实验报告
实验二-移相器、相敏检波器及交流电桥实验实验1：移相器实验：一、实验目的了解运算放大器构成的移相电路的原理及工作情况二、实验原理图三、实验器械移相器、音频振荡器、双线（双踪）示波器、主、副电源四、实验数据记录和数据处理实验数据如下：5Khz时，移相范围为15us7Khz时，移相范围为14us9Khz时，移相范围为15us五、实验思考题根据图2-1，分析本移相器的工作原理，并解释所观察到的现象答：任何传输介质对在其中传导的波动都会引入相移。
实验2：相敏检波器实验一、实验目的了解相敏检波器的原理和工作情况二、实验原理图相敏检波电路如图2-2 所示，图中（1）端为输入信号端，（3）为输出端，（2）为交流参考电压输入端，（4）为直流参考电压输入端。
（5）、（6）为两个观察口。
三、实验器械相敏检波器、移相器、音频振荡器、示波器、直流稳压电源、低通滤波器四、实验数据记录和数据处理实验数据如下：实验数据拟合图像如下：五、思考题1、根据相敏检波器原理图2-2，定性分析此相敏检波器电路的工作原理。
答：模拟PSD:使用乘法器,通过与待测信号频率相同的参考信号与待测信号相乘,其结果通过低通滤波器得到与待测信号幅度和相位相关的直流信号。
2、根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么?移相器在实验线路中的作用是什么？答：相敏检波器鉴别调制信号相位和选频，移相器对波的相位进行调整实验3：交流全桥的测重实验一、实验目的了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况二、实验原理交流全桥侧重原理与直流电桥一样，也是利用箔式应变片的电阻应变效应来完成的。
将R1、R2、R3、R4 四个箔式应变片按它们的受力方向接入组成全桥，从音频振荡器的LV 端给全桥电路一个音频信号，当电桥对应两边的阻抗乘积相等时，电桥达到平衡，输出为零。
交流电桥工作时增大相角差可以提高灵敏度，传感器最好是纯电阻性或纯电抗性的。
交流电桥只有在满足输出电压的实部和虚部均为零的条件下才会平衡。
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由于天线馈源输出端通常要与带有矩形接口的室外接收单元联接，所以，反射面天线的馈源通常需要一段极化转换器和矩圆过渡波导，如图3-18所示。
对于接收采用园极化波的卫星广播信号，装在接收天线馈源后的极化器先将圆极化波转换为线极化波，再通过矩圆过渡波导将圆波导中的波型变换为矩形波导中的波型，以便与其后的卫星接收高频头（LNB）接口配接。
图 3-18 极化转换器和矩圆过渡波导
由于圆极化波可以看成是由2个正交、等幅、相位差90°的线极化波分量合成的，所以，极化器的工作原理就是用一个分量移相器使其中一个线极化波改变相位，经一段传输路程后，二个分量的相位变成相同，其合成场变成了线极化波。
反射面天线中常采用45°介质片分量移相器或销针分量移相器。
它们的移相原理是相同的。
图 3-18 45°介质片分量移相器结构示意图
图 3-19 销钉分量移相器
图 3-20 极化波与移相器的关系
45°介质片分量移相器如图3-18所示。
在圆波导内与矩形波导宽边45°角方向上安装一个介质片。
假设进入馈源的来波是左旋圆极化波，则可将圆极化波分解为与介质片平行的分量及介质片垂直的分量。
由于是左旋，所以超前90°。
但在介质片上传输的速度比垂直于介质片的慢，的相位逐渐被延迟。
选择合适的介质片长度l，使的相位恰好延迟90°，变成了与同相位，于是合成场变为与介质片成45°夹角的线极化波。
由于矩形波导的极化方向与宽边垂直，所
以该极化波能进入矩形波导进行传输。
用作分量移相器的介质片，一般由微波损耗小的聚四氟乙烯板或聚四氟乙烯纤维板制作而成。
片长一般通过实验才能最后确定，二头切成凹状是为了减少波的反射。
图3-19表示在圆波导内放置两排销钉，构成销钉分量移相器。
对于行于销钉所在平面的电场来说，销钉呈容性，使其相速减小，而对垂直于销钉面的来说销钉呈感性，使其相速增加。
控制销钉插入深度和销钉的个数，可以做到与同相，将圆极化波转换为线极化波。
为了使销钉移相器与波导匹配，销钉的插入深度是渐变的，中间最深，两边最浅。
用渐变宽度的月牙形金属片代替两排销钉，也能构成移相器，其基本原理与销钉移相器相同。
由于销钉所在平面与介质所在平面一样，都是使与之平行的相位滞后。
所以在完成同样的极化方式转换时，销钉平面在圆波导内的取向与介质片的取向是一致的。
前馈和后馈天线接收各种极化波时，极化器与波导宽边的安置方向如图3-20所示，这是从高频头的矩形波导口向馈源方向看去的。
圆形波导由于结构对称，对波的极化形式没有选择，而矩形波导只允许与其宽边垂直的电场通过，所以波导的宽边必须与电波极化的方向相垂直。
图 3-21 一种可调线极化馈源
一种可调线极化馈源，如图3-21所示。
在接收线极化波时，只要调整线极化振子，使之平行于线极化波的极化方向即可。
若将振子改为小螺旋，则该馈源接收圆极化波无需加极化器。
此外，背射螺旋馈源也
是不加极化器而接收圆极化波的。
3.4.3 圆矩过渡波导
波导型的馈源为了获得旋转对称的方向图，通常以圆波导激励。
紧接在馈源后面的极化器也是由圆波导构成的。
而大部分的高频头（LNB）的输入端是矩形波导，所以，在馈源的输出端口通常加有一个圆矩过渡波导段，以完成圆波导中的模电磁波到矩形波导中模电磁波的转换。
在圆矩过渡波导段中要求引入的不连续性应尽量小，以达到减小馈源的驻波比，改善阻抗匹配的目的。
圆矩波导的过渡有多种形式。
图3-22为圆矩渐变过渡波导，圆波导模经过一段渐变线逐渐过渡为矩形波导模。
为了使电磁能量从圆波导全部传入矩形波导，要求矩形波导与圆波导的二模相位相等，据此得圆波导半径R=2α/3.41=0.6α，其中α是矩形波导宽边尺寸。
与此类似的渐变过渡变换方式还有楔形圆矩过渡，如图3-23所示。
图 3-22 圆矩渐变过渡波导及其电场模式变换过程示意图阶梯式矩圆过渡波导如图3-24所示。
采用几节长度为λg/4 阶梯，使圆波导过渡到矩形波导，λg为其节变形波导段的波导波长。
一般采用2节λg/4过渡段，每一台阶的高度由λg/4 过渡段的特性阻抗决定。
图 3-23 采用楔形圆矩过渡波道的馈源
图 3-24 阶梯式矩圆过渡波导。