实验四 移相实验
一、实验目的
了解移相电路的原理和应用。 二、实验仪器
移相器、信号源、示波器(自备) 三、实验原理
由运算放大器构成的移相器原理图如下图所示:
图4-1 移相器原理图
通过调节Rw,改变RC充放电时间常数,从而改变信号的相位。 四、实验步骤
1. 将“信号源”的U S100幅值调节为6V,频率调节电位器逆时针旋到底,将U S100 与“移相器”输入端相连接。
2. 打开“直流电源”开关,“移相器”的输入端与输出端分别接示波器的两个通道,调整示波器,观察两路波形。
3. 调节“移相器”的相位调节电位器,观察两路波形的相位差。 4. 实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。
五、实验报告
根据实验现象,对照移相器原理图分析其工作原理。 (1)当两波形的相位差最大时:
(2)当两波形的相位差最小时:
六、注意事项
实验过程中正弦信号通过移相器后波形局部有失真,这并非仪器故障。
实验五 相敏检波实验
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、相敏检波器、低通滤波器、信号源、示波器(自备)、电压温度频率表
三、实验原理
开关相敏检波器原理图如图5-1所示,示意图如图5-2所示:
图5-1 检波器原理图
图5-2 检波器示意图
图5-1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、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。
输入端信号与AC参考输入端信号频率相同,相位不同时,检波输出的波形也不相同。当两者相位相同时,输出为正半周的全波信号,反之,输出为负半周的全波信号。 四、实验步骤
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1. 打开“直流电源”开关,将“信号源”U S1 0输出调节为1kHz,Vp-p=8V的正弦信号(用示波器检测),然后接到“相敏检波器”输入端Ui。
2. 将直流稳压电源的波段开关打到“±4V”处,然后将“U+”“GND1”接“相敏检波器”的“DC”“GND”。
3. 示波器两通道分别接“相敏检波器”输入端Ui、输出端Uo,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(将直流稳压电源处的“U-”接到相敏检波
器的“DC”端),观察输入、输出波形的相位和幅值关系。
5. 由以上可以得出结论: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。
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6. 去掉DC端连线,将信号源U S1 0接到“移相器”输入端Ui,“移相器”的输出端接到“相敏检波器”的AC端,同时将信号源U S1 00 输出接到“相敏检波器”的输入端Ui。
7. 用示波器两通道观察、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。
8. 将“相敏检波器”的输出端与“低通滤波器”的输入端连接,如图5-4
(图5-3为低通滤波器的原理图),“低通滤波器”输出端接电压温度频率表(选择U)。
9. 示波器两通道分别接“相敏检波器”输入、输出端。 10. 调节移相器“相位调节”电位器,使电压表显示最大。
11. 调节信号源U S1 0幅度调节电位器,测出“相敏检波器”的输入Vp-p
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值与输出直流电压UO的关系,将实验数据填入下表。
12. 将“相敏检波器”的输入信号Ui从U S1 00转接到U S1 1800。得出“相敏检波器”的输入信号Vp-p值与输出直流电压UO1的关系,并填入下表。 表5-1 输入Vp-p(V) 1 2 3 4 5 6 7 8 -2.2 2.2 9 -2.5 2.5 10 -2.8 2.8 输出UO(V) -0.27 -0.54 -0.86 -1.15 --1.44 -1.71 -2.0 输出UO1(V) 0.27 0.54 0.86 1.15 1.44 1.71 2.0 13. 实验结束后,关闭实验台电源,整理好实验设备。
示意图
五、实验报告
图5-3 低通滤波器原理图 图5-4低通滤波器
根据实验所得的数据,作出相敏检波器输入—输出曲线(Vp-p—Vo、Vo1),对照移相器、相敏检波器原理图分析其工作原理。
(1)当相敏检波起的输入--输出曲线的VP-P--V0为+4V时,图为:
(2)当相敏检波器的输入--输出曲线的VP-P--V0为-4V时,图为:
(3)输入波形换成方波之后的输出波形为:
六、移相器,相敏检波器的工作原理
移相器:移相器主要是调节电压相位的装置。
相敏检波器:相敏检波器主要由施密特开关及运放组成的相敏检波电路.
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