【文章內(nèi)容簡介】 器是利用 LC振蕩電路，通過諧振的方式對所需頻率的信號直接進(jìn)行放大輸出。放大電路中接有 LC并聯(lián)的諧振回路，如圖 623所示，最后用變壓器輸出。它適用于較高頻率的選頻電路。 圖 623 LC振蕩選頻放大電路 圖 624 低頻選頻放大器 圖 624所示為適用于低頻的選頻放大器實用電路。電路也采用 LC諧振回路實現(xiàn)選頻功能，并以電容耦合輸出。 另一種類型的選頻放大器是利用 RC振蕩回路的選頻特性，并把該振蕩問回路作為放大器約的反饋網(wǎng)絡(luò)而構(gòu)成，該放大器中最電典型的是帶有“雙 TRC反饋網(wǎng)絡(luò)”的放大電路。雙 TRC網(wǎng)路及其頻率特性如圖 625所示。 上述網(wǎng)絡(luò)特性的形成條件為 321 21 CCC ??321 2 RRR ??1100 2/12/ CRwf ?? ??圖 625 雙 T網(wǎng)絡(luò)及其頻率特性 (640) (641) (642) 該網(wǎng)絡(luò)不同于 LC諧振回路那樣做作為放大器的輸出端。而是作為放大器的負(fù)反饋電路，以構(gòu)成性能良好的選頻放大器。這里放大器可采用多種元、器件，如半導(dǎo)體三極管、場效應(yīng)管、集成電路等。圖 626所示電路采用了集成電路，帶有雙 T負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的選頻放大器。通過微調(diào) R3可使所選頻率更加準(zhǔn)確，并使電路工作更加穩(wěn)定。 圖 626 雙 T負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的選頻放大器 相敏檢波器 (相敏整流器、相敏解調(diào)器 ) (643) 圖中 為振幅調(diào)制信號，即待測的振幅緩慢變化的信號。乘法器另一輸入 是本機(jī)振蕩或參考振蕩信號，乘法器的輸出信號為 )c o s ()( ?? ?? tutu LL 相敏檢波器的工作原理如圖 627所示。它是由模擬乘法器和低通濾波器構(gòu)成。 ttutu i ?c o s)()( ?)]2c o s ([ c o s)(21)c o s (c o s)()(1????????????tutKMtuttKmtuLuLu低通濾波器濾去高頻 2 的分量，其輸出量為 ?圖 627 相敏檢波器方框圖 )]2c os ([c os)(21)(0 ?? ??? wtutKtu LuM (644) 式中， K?為低通濾波器的傳輸系數(shù)。 相敏檢波器在檢測待測信號大小的同時，能檢測出待測信號的正負(fù)或方向。例如在檢測某輻射目標(biāo)的輻射量與黑體輻射量相比較時，檢測信號的大小表示了兩輻射量的差值，差值的正負(fù)表示那一個輻射量大?？赏ㄟ^圖 628所示相敏檢波器電路簡圖加以說明。圖中 3140為集成器件， Kl和 K2為電子開關(guān)，高電平時開關(guān)閉合，低電平時開關(guān)斷開。 F為反相器。 圖 628 相敏檢波原理電路 圖 629 不同條件下各環(huán)節(jié)波形圖 待測信號 us由信號輸入端引入，與待測目標(biāo)信號同頻同相的參考信號 ur由參考輸入端引入。為說明其原理及信號輸出的情況，參見圖 629所示的波形。 如圖 630所示的相位檢測器的相位范圍為 ，且輸出電壓與相位差成線性關(guān)系。對應(yīng)各環(huán)節(jié)的波形如圖 631所示。 相位檢測器（鑒相器） 圖 630 相位檢測器框圖 ?180?圖 631 相位檢測器各環(huán)節(jié)的波形 一種相位檢測電路如圖 632所示。輸出電壓 u5的平均值 u0為 圖 632 相位檢測器電路 (645) ozAB uu 1 8 0/)(0 ?? ?? 式中， ， 為待測信號和基準(zhǔn)信號的相位； uz兩信號相位相差180o時的電壓輸出值。 B? A? 鑒頻器 鑒頻器的種類很多，這里介紹時間平均值鑒頻器。電路中不采用諧振回路，因此不存在元件老化而產(chǎn)生的調(diào)諧漂移，可長期連續(xù)工作。該鑒頻器的原理如圖 633所示。它由四部分組成。其工作波形如圖 634所示 ,圖中給出了兩個不同頻率調(diào)頻波的有關(guān)波形，以便比較。 圖 633 鑒頻器原理框圖 圖 634 鑒頻器各環(huán)節(jié)波形 圖 635為實現(xiàn)鑒頻功能的電路圖。 圖 635 鑒頻器電路原理 脈沖寬度鑒別器 在光電檢測技術(shù)中，有時需要在不同寬度的脈沖中，選出脈寬在某個特定值 T附近的控制脈沖，即 T＝ TP177。 ΔTP。 TP為特定的持續(xù)期， ΔTP為允許偏差。實現(xiàn)該功能的方案之一如圖 636所示。相應(yīng)的工作波形如圖 637所示。 圖 636 脈寬鑒別器 圖 637 脈寬鑒別器各環(huán)節(jié)的波形 電平檢測器的參考電壓 uR1約等于 ui的平均值。疊加有噪聲干擾的輸入信號 ui經(jīng)電平檢測器 l后、轉(zhuǎn)換為幅度相同，寬度不同的脈沖u1。 積分檢測器的作用是將脈沖 u1的正極性部分轉(zhuǎn)變?yōu)殇忼X波 u2。 電平檢測器 2的參考電平為 uR2，它等于脈沖寬度到達(dá)下限位值TPΔTP時，形成鋸齒波的臨界高度。當(dāng) Tx TPΔTP 時．電平檢測器2才 有負(fù)脈沖輸出，而負(fù)脈沖的寬度不等．用 T3表示為： )(123 PPx TTTttT ?????? 將負(fù)脈沖電壓 u3送到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1處， Tx1已排除在外。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 1在負(fù)脈沖下降沿的觸發(fā)下，產(chǎn)生一個寬度為 2ΔTP的負(fù)脈沖 u4，并送到或非門輸入端。 電壓信號 u1和 u4在或非門進(jìn)行邏輯運(yùn)算，只有當(dāng) u1和 u4均為低電平時，輸出 u5才為高電平。 u5的正脈沖寬度為 xPPPPxPTTTTTTTttT???????????? )]([2235 當(dāng) u5有輸出正脈沖時，將其送到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 2，變換為持續(xù)期和高度劃一的脈沖 u0，以此作為所需信號的輸出。 (646) (647) 圖 638 脈寬鑒別器電路圖 積分微分運(yùn)算器 1. 積分運(yùn)算器 積分運(yùn)算器的電路如圖 639所示 G待積分的輸入信號由反相端輸入，并采用電容負(fù)反饋，可獲得基本積分運(yùn)算器。這時輸出信號u0與輸入信號 ui的關(guān)系為 ??? dttuCRtu iff )(1)(0 (648) (649) 這時輸出電壓正比于輸入電壓對時間的積分，比例常數(shù)與反饋電路的時間常數(shù)有關(guān)而與運(yùn)算放大器的參數(shù)無關(guān)。 fff CR ???圖 639 積分運(yùn)算器 (650) 按需要還可接成同相積分運(yùn)算器，如圖 640所示，將待積分信號和積分電容 C接在運(yùn)算放大器的同相端，輸出信號和輸入信號 ui間的關(guān)系為 ?? dttuCRtu i )(2)(0 圖 641是一種差動積分器的電路。輸出信號 u0輸入信號 ui間的關(guān)系為： dttutuRCtu ii? ?? )]()([1)( 120 (651) 圖 640 同相積分運(yùn)算器 圖 641 差動積分運(yùn)算器 2. 微分運(yùn)算器 基本微分運(yùn)算器的電路如圖 642所示。待微分信號輸入反相端，輸出信號 u0與輸入信號 ui間的關(guān)系為 圖 642 基本微分運(yùn)算器 dttduCRtu iff )()(0 ?? 在運(yùn)算放大器的反相端和同相端接成平衡對稱的 RC微分電路，可構(gòu)成差動微分運(yùn)算器，如 643所示、其輸出與輸入間的關(guān)系為： dttutudCRtu iiff /)]()([)( 210 ???圖 643 差動微分運(yùn)算器 (652) (653) 鎖相環(huán)及鎖相放大器 自動相位控制是使一個簡諧波自激振蕩的相位受基準(zhǔn)振蕩的控制，即自激振蕩器振蕩的相位和基準(zhǔn)振蕩的相位保持某種特定的關(guān)系，叫作“相位鎖定”，簡稱“鎖相”。鎖相環(huán)的方框圖如圖 644所示。 圖 644 鎖相環(huán)方框圖 鑒相器的任務(wù)是將壓控振蕩器輸出的信號和輸入信號之間的相位差轉(zhuǎn)換為誤差電壓。鑒相器輸出電壓為 )()( tKtu ndd ??式中 ,Kd鑒相器靈敏度， ?n(t) 相位差。 鎖相環(huán)中低通濾波器常叫作環(huán)路濾波器。形式有 RC積分濾波器； RC比例積分濾波器和有源比例積分器等。而壓控振蕩器起著電壓 —頻率變換的作用，是一個壓控的調(diào)頻振蕩器。 (654) 鎖相環(huán)的應(yīng)用舉例： （ 1）鎖相倍頻器 圖 645 鎖相倍頻器 鎖相倍頻器是將壓控振蕩器的頻率鎖定于基準(zhǔn)頻率的諧波上，其原理如圖 645所示。 （ 2）調(diào)頻信號的解調(diào) 采用鎖相方法的調(diào)頻信號解調(diào)器又稱鎖相鑒頻器，其原理如圖 646所示。 圖 646 調(diào)頻信號解調(diào)器 （ 3）頻率變換器 圖 647 頻率變換器 采用鎖相環(huán)進(jìn)行頻率變換或頻率搬移，可將弱信號轉(zhuǎn)換為高穩(wěn)定、高純度的強(qiáng)信號輸出。頻率變換原理如圖 647所示。 輸入信號頻率 f1與壓控振蕩器信號頻率 f0經(jīng)混頻以后，產(chǎn)生和頻 f1十 f0和差頻 f0－ f1分量，用低通濾波器濾去和頻，只取差頻 f0－ f1分量和偏移信號頻率 f2送給鑒相器。當(dāng)環(huán)路鎖定時有 f0－ f1＝ f2， f0＝ f1＋ f2 (655) 圖 648 鎖相放大器原理框圖 （ 4）鎖相放大器 又稱鎖定放大器，是檢測微弱信號的重要手段之一。它起著極窄的帶通濾波器的作用，但它又不是普通的濾波器。鎖相放大器原理如圖 648所示。 低通濾波器從頻率特性上講有濾波作用，從時間上講是 —個積分器。當(dāng) uL和 ui的初相位差為 ?時，則積分器輸出電壓為 sssssdEtwdtwEsu ????? c os)()s i n(3 0 ??? ?(656) 對于 RC濾波器的頻率特性或傳遞函數(shù)為 222222 )2(1111CRfCRHk e?? ?????對應(yīng)的等效噪聲帶寬 ?? ?? ????? 0 2220 2 4 1)2(1 RCCRfdfdfHf e ?(657) (658) 光電技術(shù)中的調(diào)制技術(shù) 一般光電信號的調(diào)制 專用調(diào)制盤 利用物理光