相敏检波专题
2移相器相敏检波器实验
实验二移相器相敏检波器实验、实验目的：了解移相器、相敏检波器的工作原理。
、基本原理：1、移相器工作原理：图中，IC1、R|、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 Fi(j 3 )=Vi/V 仁-(1-j 3 F3C i)/(1+j 3 F3C1)K F1(3 )=1-1① F1(3 )=- JI -2tg 3 R3Cl其中：3 =2J f,f为输入信号频率。
同理由IC2,R4,R5,R W,C3构成另一个一阶移相器(滞后)，在R S=F4条件下的特性为：K F2(j 3 )=Vo/V 仁-(1-j 3 RwC"(1+j 3 RwC)K F2( 3 )=1-1① F2( 3 )=- J -2tg 3 RwC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R W=0上式中①F2=0 ,因此①F1决定了图7—1所示的二阶移相器的初始移相角：1即① F=Q F1=- J -2tg 2 J fR3C1若调整移相电位器R W则相应的移相范围为：△①F=Q F1-①F2=-2tg -12 J fR3C1+2tg-12 J f A R W(3 已知F3=10K Q ,8=6800p, △ Rw=10k 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。
AC2、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， 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。
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。
相敏检波器 ppt课件
相关检测系统原理框图如下图所示。
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3.7.1 相敏检波器概述
1、系统工作原理 信号通道把输入的被测信号选频放大(初步滤除噪声)
(a)
uGS/V
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3.7.3 预备知识二——结型场效应管的应用： 电子开关
iD/mA 可 变 UDS＝UGS－UGSoff
电
4阻区恒ຫໍສະໝຸດ 3流 2区
1
UGS ＝0V －0.5V
－1V －1.5V
－2V
0
5
10
15
20
截止 区
(b)
图3.7.3 JFET的 转移特性曲线和
(a)转移特性曲线； 击 穿 (b)输出特性曲线 区
与双极型晶体管不同，在JFET中，栅源
小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电 平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来 判断输入信号的 大小和极性。 用途：
数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等 技术领域，以及波形产生及变换等场合 。
运放工作在开环状态或引入正反馈。
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3.7.2 预备知识一——运算放大器的应用： 零电压比较器
时，沟道在漏极附近被局部夹断(称为预夹
断)，如图3.7.4(b)所示。此后，uDS再增大，电 压主要降到局部夹断区，而对整个沟道的导电
能力影响不大。所以uDS的变化对iD影响很小。
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3.7.3 预备知识二——结型场效应管的应用： 电子开关
2. 可变电阻区
相敏检波器电路工作原理
引言大气电场为一矢量，晴天时大气中存在着方向垂直向下的负电场，雷雨天时由于雷暴云的影响，大气中为方向垂直向上的正电场。
大气电场仪在进行地面大气电场监测时，不仅要测量出被测电场的强度，还要辨别出被测电场的极性。
电场的极性通常采用相敏检波的方法来区别，因此需要在电场仪的前置放大电路中加入相敏检波器。
常用的相敏检波器有两种：一种由变压器和二极管桥组成，这种电路体积大，稳定性差；另一种则由模拟乘法器构成，性能上得到了很大提高，但价格高，调试麻烦。
为此，在研制大气电场仪的过程中，根据大气电场仪探头的结构特点和大气电场测试中对检波器的要求，利用光电开关、四通道模拟开关和运放组合设计一种结构简单，性能稳定的相敏检波器。
同时，为了对电场信号的极性进行有效可靠的鉴别，根据相敏检波理论，将通过调整光电开关的设置位置，保证感应电压信号与同步脉冲信号同相，以获得最大整流输出，从而准确辨别被测电场极性。
1 相敏检波电路设计大气电场仪传感器探头如图1所示，动片与小叶片形状相似，且上下位置对应一致，均固定在电机轴上，由无刷电机带动按一定的频率同时旋转。
感应片为分离的四片，相对的两片为一组，分为A，B两组，每组的形状与动片完全相同，动片和感应片均选用黄铜材料制成。
1．1 感应的微弱电压信号与同步脉冲信号当探头中的电机带动动片和小叶片转动时，感应片上产生了交流感应电流信号，该交流电流信号经I-V 转换电路后，得到交流感应电压信号V1(t)，在一个周期T内其表达式为：式中：I为电场仪探头输出的感应电流信号的幅度；R，C分别为I-V转换电路的反馈电阻和反馈电容；T为动片暴露和遮挡感应片A或B一次的时间；VRC为t=T／2时感应电压信号的等效幅度；K为一常数，在动片转动的同时，小叶片按同样的频率ω周期，通过光电开关的凹槽，发光二极管的光路被周期切断或通过，使光电三极管处于导通和截止两种状态，因此，在第一个周期T内，同步脉冲信号为Vc(t)，其表达式为：经对电路实验证明，此检波电路能很好地滤除谐波成分，同时，通过观察滤波之后直流电压的正负，可以辨别出被测电场极性。
实验一开关式全波相敏检波实验
实验⼀开关式全波相敏检波实验实验⼀开关式全波相敏检波实验⼀、实验⽬的1．了解双边带调幅信号的形成及解调原理。
2．掌握开关式全波相敏检波电路的构成及⼯作原理。
3．掌握开关式全波相敏检波电路的特性。
⼆、实验原理调制信号、载波信号、双边带调幅信号分别如图所⽰，当调制信号U X>0时，双边带调幅波的相位极性与载波的相位极性相同，当调制信号U X<0时，双边带调幅波的相位极性与载波的相位极性相反，调制信号U X改变符号时，其调幅波信号相位改变180o。
要使原信号得到解调，检波电路就必须具有判别信号相位和选频的能⼒。
包络检波电路是不能满⾜这⼀要求的，必须采⽤相敏检波电路，相敏检波电路⼜称同步检波电路。
（⼀）实验电路框图实验电路框图如图13-1所⽰。
⾼频载波信号（正弦波）经移相器进⾏相位调整，然后经开关式全波相敏整流电路进⾏全波整流，再经低通滤波器取出低频成分，信号经放⼤电路放⼤从⽽获得解调信号。
图13-1 实验电路框图（⼆）实验电路分析电路原理图如图13-2所⽰。
U i为⾼频载波信号输⼊端，R1，R2，N1构成过零⽐较器，对⾼频载波信号整形，N1输出开关控制信号（⽅波）如图13-6所⽰，控制开关场效应管的通断。
N S为双边带调幅波输⼊端，R3，R4、R5，N2构成放⼤倍数受开关管Q控制的放⼤器，当U C为⾼电平时，放⼤器的放⼤倍数为-1；当U C为低电平时，放⼤器的放⼤倍数为+1。
其对U s双边带调幅波的整流后的信号波形如图13-7所⽰。
图13-2 全波相敏整流电路图三、实验设备1．测控电路实验箱2．函数信号发⽣器3．⽰波器四、实验内容及步骤1．打开实验箱上±5V、±12V直流电源。
2．把“U15信号产⽣单元”短路帽JP1,JP2拨到“VCC”⽅向，调节此单元的电位器（电位器RP2调节信号幅度，电位器RP1调节信号频率），使之输出频率为1.3KHz、幅值为1V P-P的正弦波信号（⽤⽰波器观察其波形输出），接⼊“U5幅度调制单元”的调制波输⼊端。
相敏检波器的工作原理
相敏检波器的工作原理相敏检波器是一种广泛应用于无线通信系统中的重要器件，它能够将高频信号转换成低频信号，用于接收和解调调制信号。
相敏检波器的工作原理主要基于相移和幅度调制的特性，下面我们将详细介绍相敏检波器的工作原理。
首先，我们来了解一下相敏检波器的基本结构。
相敏检波器主要由相移网络、幅度调制网络和滤波器组成。
相移网络用于将输入信号进行相移处理，幅度调制网络则用于调制信号的幅度，最后通过滤波器将信号进行滤波，得到所需的低频信号。
在相敏检波器中，输入的高频信号首先经过相移网络，相移网络会引入一个与输入信号频率成正比的相位变化，这样就实现了对输入信号的相位调制。
接着，经过幅度调制网络的调制，将相位调制的信号转换成幅度调制的信号。
最后，经过滤波器的滤波处理，得到所需的低频信号。
相敏检波器的工作原理可以用数学模型来描述。
假设输入信号为cos(ωt)，经过相移网络后变为cos(ωt+φ)，再经过幅度调制网络后变为Acos(ωt+φ)，其中A为幅度调制的系数。
最后经过滤波器滤波处理，得到低频信号。
可以看出，相敏检波器的工作原理主要是通过相位调制和幅度调制来实现对高频信号的处理。
相敏检波器在无线通信系统中有着重要的应用。
它可以用于接收调制信号，解调成基带信号，从而实现信号的传输和处理。
相敏检波器的工作原理简单清晰，结构也相对简单，因此在实际应用中具有较高的可靠性和稳定性。
总之，相敏检波器是一种重要的无线通信器件，它通过相位调制和幅度调制来实现对高频信号的处理，能够将高频信号转换成低频信号，用于接收和解调调制信号。
相敏检波器的工作原理简单清晰，结构相对简单，具有较高的可靠性和稳定性，因此在无线通信系统中有着广泛的应用。
3 、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是
一、相敏检波的功用和原理1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。
2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。
第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。
对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。
有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。
4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号Ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号Us，将双边带调幅信号Us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号Ux。
这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。
二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。
这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。
二、相敏检波电路的选频与鉴相特性1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。
以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。
对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。
相敏检波
相敏检波（一）相敏检波的功用和原理1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。
2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。
第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。
对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。
为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。
3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。
有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。
4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号us，将双边带调幅信号us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号ux。
这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。
二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。
这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。
（二）相敏检波电路的选频与鉴相特性1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。
以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。
对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。
相敏检波器的工作原理
相敏检波器的工作原理
相敏检波器是一种广泛应用于射频和微波信号处理的设备，其工作原理基于信号的相位差引起输出电压变化的原理。
具体工作原理如下：
1. 进行信号混频：将待测信号与载波信号进行混频，产生一个中频信号。
2. 通过低通滤波：将混频后的中频信号通过低通滤波器，滤除高频成分，得到一个纯净的中频信号。
3. 产生参考信号：通过一个参考信号发生器产生一个参考电压或参考频率的信号，并与原始信号进行比较。
4. 使用相移器：将待测信号与参考信号进行相移，通常相移180度。
5. 相干检波：将相移后的信号与混频后的中频信号相乘，并通过低通滤波器进行滤波，得到一个直流信号。
该直流信号的幅度与相位差有关。
6. 输出结果：最后，根据相移后信号的幅度来测量相位差的大小，并通过输出电压或者其他形式的输出来展现。
总结，相敏检波器通过将待测信号与参考信号相乘，并通过低通滤波器进行滤波，输出和相位差相关的信号，实现对相位差的测量。