【正文】 u u n t t d t2o n c c c01 c o s c o s ( ) 02 ? ? ? ??? ? ? ??u u t d t u2o s c c x011c o s ( )22? ???? ? ? ??相敏檢波電路由乘法器和低通濾波器組成，即 —— 相敏檢波電路具有抑制各種高次諧波的能力。對(duì)于 n=1,3,5等各奇次諧波， 輸出信號(hào)的幅值相應(yīng)衰減為基波的 1/ n，即信號(hào)的傳遞系數(shù) 隨諧波次數(shù)增高而衰減，對(duì)高次諧波有一定抑制作用。由于在輸入信號(hào) 與參考信號(hào)同頻但有一定相位差時(shí)，輸出信號(hào)的大小與相 位差有確定的函數(shù)關(guān)系，可以根據(jù)輸出信號(hào)的大小確定相 位差的值，相敏檢波電路的這一特性稱為鑒相特性。 若用方波信號(hào)作參考信號(hào)，則 u U t t t d t2o s m c c c c01 1 2 2c o s ( ) [ c o s c o s 3 ] ( )2 2 3? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ??Ut t tt t d t2smc c c0c c c12[ c o s ( ) c o s ( ) c o s222c o s ( ) c o s 3 ] ( )3?? ? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ?? ? ??　 　 　 　 　U sm c o s???2. 相敏檢波電路的鑒相特性 (波形 ) us與 Uc同相 Uc t o + – uo t o + + us t o – + us t o – + Uc t o + – uo t o – – us與 Uc反相 Uc t o + – us t – + + o t – + + o – uo us與 Uc相位差 90o Uc t o + – us t o – + uo t o – + + – us與 Uc相位差 30o 相敏檢波電路的應(yīng)用 1. 用于調(diào)幅電路的解調(diào) 振蕩器 +15V 傳感器 uo V C T 1 2 3 4 5 6 相敏檢波電路 RP4 15V Rt 放大器 R1 R2 R3 R4 量程切換電路 RP1 RP3 RP2 ∞ + + N + +15V RP5 A 7 RP6 相敏檢波電路的應(yīng)用 2. 對(duì)稱判斷電路： 判斷光電顯微鏡是否瞄準(zhǔn)被測(cè)刻線 Φ,u t t x o o b)瞄準(zhǔn)狀態(tài) t x o t o Φ,u c)瞄偏狀態(tài) x 狹縫光欄 刻線像 a)工作原理 光電元件 當(dāng)刻線處于瞄準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，即刻線像對(duì)稱于狹縫，光電 器件輸出的信號(hào)如圖 b)，經(jīng)相敏檢波電路輸出為零； 當(dāng)刻線處于非瞄準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，光電器件輸出信號(hào)如圖 c)， 經(jīng)相敏檢波電路輸出不為零。 調(diào)頻 就是用調(diào)制信號(hào) x 去控制高頻載波信號(hào)的頻率。 調(diào)頻信號(hào)的波形： x t o o t us 調(diào)制信號(hào) 調(diào)頻信號(hào) t uc o 載波信號(hào) 調(diào)頻原理與方法 傳感器調(diào)頻 支承 磁鐵 膜片 張力 T N S 振弦 測(cè)量力或壓力的振弦式傳感器 振弦的固有頻率 隨張力 T 變化， 從而使感應(yīng)電勢(shì) 的頻率發(fā)生變化。 1. 電容三點(diǎn)式 LC振蕩器調(diào)頻電路 調(diào)頻原理與方法 電路調(diào)頻 f L C C C1 2 T12 ( )?? ?? 把電容或電感傳感 器接入 LC 振蕩器 中，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 調(diào)頻式測(cè)量電路 鑒頻電路 ■ 什么是鑒頻？ 對(duì)調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)，從調(diào)頻信號(hào)中檢出反 映被測(cè)量變化的調(diào)制信號(hào)稱為 頻率解調(diào) 或 鑒頻 。 微分鑒頻 3. 窄脈沖鑒頻電路 微分鑒頻 uo o us t t t o o τ us uo 放大與電 平鑒別器 單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器 低通 濾波器 Us Us ˊ Us ˊ f m Xm c m12 ????? ?要求： 斜率鑒頻 利用 LC諧振回路得到調(diào)頻 調(diào)幅波 ，在亞諧振區(qū) 。 ufs1 ?us1uuo1 x? 圖 335采用雙失諧回路，使 靈敏度提高一倍，線性范圍增大。 ① 測(cè)量某一時(shí)間段內(nèi)信號(hào)變化的周期個(gè)數(shù)，計(jì)算出頻率。 T ? nTc f ? ? T nTc （可測(cè)出瞬時(shí)頻率，但轉(zhuǎn)換關(guān)系為非線性） t Us us RS觸發(fā)器的真值表： O S R Q 0 0 不變 1 0 1 0 1 1 1 0 不定 Us ˊ O τ t Cp us Us Us′ S Q amp。 調(diào)相 就是用調(diào)制信號(hào) x 去控制高頻載波信號(hào)的相位。 u U t m xs m cc o s ( )??? 調(diào)相信號(hào)的 一般表達(dá)式 可寫(xiě)為： 調(diào)制信號(hào) 載波信號(hào) 調(diào)相信號(hào) t x o t t uc us ? o o 調(diào)相信號(hào)的波形： 調(diào)相原理與方法 傳感器調(diào)相 彈性軸 傳感器 齒輪 M 磁電感應(yīng)式扭矩傳感器 齒輪 傳感器 兩個(gè)傳感器產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)的相位差與扭矩成正比。 ∞ + + N2 ∞ + + N1 R R1 R1 C US U 2 U 2 U 2 傳感器 R或 C變化時(shí)，對(duì)應(yīng) 電壓 UR或 UC變化，從而使 US幅值不變，而相位變化。c Us us o t t o uj t o ux+uj t o ux 參考信號(hào) U39。 uc us uo x y Kxy cKu U t U t d t2o s m c c m c0 c o s ( ) c o s ( )2? ? ? ? ??? ? ? ??K U Uu s m c mo c o s2 ?? uo隨 的余弦變化， 但受 us和 uc的幅值影響。 N 計(jì)數(shù)器 NB ???鑒相范圍： 0~?uo——Uo通過(guò)低通濾波器后的輸出， 。c U39。 NB ???鑒相范圍： ~ ( 2 )? ? ?? ? ? 脈沖采樣式鑒相 uo 單穩(wěn) 鋸齒波 發(fā)生器 采樣保 持電路 濾波器 uj Uc Uc ˊ Us ˊ u ˊ 鑒相范圍： 0 ~ ( 2 )????t o o t t o t o uj t o uo u ˊ Us ˊ Uc ˊ 各種鑒相方法比較 (精度、誤差因素、鑒相范圍 ) 影響鑒相誤差的主要因素有： 非線性、信號(hào)幅值、占 空比、門(mén)電路與時(shí)鐘脈沖頻率等。 鑒相范圍接近 2?。 鑒相范圍為 177。 脈沖采樣鑒相中 鋸齒波的非線性影響鑒相誤差。 異或門(mén)鑒相中 占空比影響鑒相誤差。 通過(guò)相位 —脈寬變換鑒相 時(shí)門(mén)電路的動(dòng)作時(shí)間與時(shí)鐘 脈沖頻率誤差對(duì)精度有影響，但一般誤差較小。 脈沖調(diào)制 是指用脈沖作為載波信號(hào)的調(diào)制方法。 U 調(diào)制信號(hào) 脈沖調(diào)寬信號(hào) t x o x T B t o 脈沖調(diào)寬信號(hào)的波形： T——脈沖周期 (不變 )，等于載波頻率的倒數(shù)。 脈沖調(diào)制原理及方法 傳感器調(diào)寬 透鏡 透鏡 M θ 用激光掃描的方法測(cè)量工件直徑 棱鏡 電動(dòng)機(jī) 激光器 反光鏡 玻璃 工件 光電元件 玻璃 光電元件輸出“暗”的信號(hào)寬度與工件直徑成正比。 * 2. 電壓調(diào)寬 電路調(diào)寬 R u R uuRR4 o 3 x34????uc u– R3 R4 C R2 R R1 ux VS uo u+ ∞ + + N （ 1） 若 ux0，則 u+大： uo=Ur， C充電時(shí)間長(zhǎng)； uo=Ur， C放電時(shí)間短。 （ 2） 若 ux0，則 u+?。? uo=Ur， C充電時(shí)間短； uo=Ur， C放電時(shí)間長(zhǎng)。 即 uo的脈沖寬度 B∝ ux。 另一種方法是將脈寬信號(hào) Uo 用作門(mén)控信號(hào) (圖 346c)， 只有當(dāng) Uo 為高電平時(shí)，時(shí)鐘脈沖 CP才能通過(guò)門(mén)電路進(jìn)入 計(jì)數(shù)器。 兩種方法均具有線性特性。當(dāng) C2上的電壓 Uc時(shí)，比較器 N2翻轉(zhuǎn)輸出 低電平，使 RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn) Q=0； (此時(shí) C1通過(guò) VD1放電 ) Q=0時(shí)， C2通過(guò) VD2迅速放電。 如此反復(fù)，使輸出波形的脈寬分別由 C1C2的充放 電時(shí)間所決定，即脈沖寬度受 C1C2調(diào)制。 3. 相敏檢波電路與包絡(luò)檢波電路在功能和結(jié)構(gòu)上的區(qū)別