相敏检波实验--传感器实验

一、实验目的：
了解相敏检波电路的原理和应用
二、实验仪器：
移相器/相敏检波/低通滤波模块，±15V电源，信号源，示波器
三、实验原理：
开关相敏检波器原理图如下图所示：

图7-1 检波器原理图
图中Ui为输入信号端，AC为交流参考电压输入端，Uo为检波信号输出端，DC为直流参考电压输入端。
当AC、DC端输入控制电压信号时，通过差动电路的作用使D和J处于开或关的状态，从而把Ui端输入的正弦信号转换成全波整流信号。
四、实验步骤：
1、连接实验台与实验模块电源线，信号源Us10⁰音频信号输出1kHz，Vp-p＝2V正弦信号，接到相敏检波输入端Ui，调节相敏检波模块电位器Rw到中间位置。
2、直流稳压电源2V档输出（正或负均可）接相敏检波器DC端。
3、示波器两通道分别接相敏输入、输出端，观察输入、输出波形的相位关系和幅值关系。
4、改变DC端参考电压的极性，观察输入、输出波形的相位和幅值关系。
由此可以得出结论：当参考电压为正时，输入与输出同相，当参考电压为负时，输入与输出反相。
5、去掉DC端连线，将信号源音频信号Us10⁰ 端输出1kHz，Vp-p＝2V正弦信号送入移相器输入端，移相器的输出与相敏检波器的参考输入端AC连接，相敏检波器的信号输入端Ui同时接到信号源音频信号Us10⁰ 端输出。
6、用示波器两通道观察附加观察插口、的波形。可以看出，相敏检波器中整形电路的作用是将输入的正弦波转换成方波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。
7、将相敏检波器的输出端与低通滤波器的输入端连接，如图7-2，低通输出端接数字电压表20V档。
8、示波器两通道分别接相敏检波器输入、输出端。
9、适当调节音频振荡器幅值旋钮和移相器“移相”旋钮，观察示波器中波形变化和电压表电压值变化，然后将相敏检波器的输入端Uo改接至音频振荡器Us180⁰输出端口，观察示波器和电压表的变化。
由上可以看出，当相敏检波器的输入信号与开关信号同相时，输出为正极性的全波整流信号，电压表指示正极性方向最大值，反之，则输出负极性的全波整流波形，电压表指示负极性的最大值。
10、调节移相器“移相”旋钮，使直流电压表输出最大，利用示波器和电压表，测出相敏检波器的输入Vp-p值与输出直流电压U_O的关系。
11、使输入信号Ui相位改变180⁰，得出Vp-p值与输出直流电压U_O1的关系，并填入下表。

输入Vp-p(V)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
输出UO（V）
输出UO1（V）

图7-2 低通滤波器原理图
12．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告：
根据实验所得的数据，作相敏检波器输入（Vp-p—Vo）输出曲线，对照移相器、相敏检波器电路图分析其工作原理，并得出相敏检波器最佳的工作频率。