02調幅及相敏检波解调技术在应变式传感器振幅测量中的应用.doc

深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 生物医学传感器 实验项目名称： 调幅及相敏检波解调技术 在应变式传感器振幅测量中的应用 学院： 医学院 专业： 生物医学工程 指导教师： 张新宇 报告人：邓泽琳 学号：2009222038 班级： 生医02 实验时间： 2011-4-2 5 实验报告提交时间： 2011-5-9 教务处制 第一部分：移相器和相敏检波器实验 实验目的与要求： 了解运算放大器构成的移相电路的原理工作情况。 了解相敏检波器的原理和工作情况。 所需单元及部件： 直流稳压电源，音频振荡器，移相器，相敏检波器，低通滤波器，V/F表，双线示波器。 实验原理： 说明由运算放大器构成的移相电路的工作原理。 移相器电路 图（6） 相敏检波电路如图（7）所示：图中①为输入信号端，③为输出端，②为交流参考电压电输入端，④为直流参考电压输入。 当②、④端输入控制电压信号时，通过差动放大器的作用使D和J处于开关状态，从而把①端输入的正弦信号转换成半波整流信号。 图（7） 实验过程及内容： 移相器的实验步骤： 将音频振荡器的信号引入移相器的输入端（音频信号从0度，180度插入输出即可）。 将示波器的两根输入线分别接到移相器的输入端输出端，调整示波器，观察示波器 波形。 旋动移相器上的电位器，观察两个波形间相位的变化。 改变音频振荡器的频率，观察不同的频率时的最大移相范围。 相敏检波器的实验步骤： 一观察参考电极对相敏检波器输入的影响 将音频振荡器频率，幅度旋钮居中，输出信号（0度或180度均可）。接相敏检波器输入端端 将直流稳压电源2V档输出电压（正负均可）接相敏检波器端。 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。 改变端参考电压的极性，观察输入输出波形的相位和幅值关系。 由此可得出结论：当参考电压为 时，输入和输出 相，当参考电压为 时，输入和输出 相。 二观察参考信号对相敏检波器输出波形和电压的影响 将音频振荡器0度端输出信号送入移相器输入端，移相器的输出端与相敏检波器的参考输入端连接，相敏检波器的信号输入端接音频0度输出。 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 波转换成 波，使相敏检波器中的电子开关能正常工作。 将相敏检波器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通输出端接数字电压表20V档。 4）示波器两通道分别接相敏检波器输入、输出端。 5）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改接至音频振荡器180°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 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。 6）调节移相器“移相”旋钮，利用示波器和电压表，测出相敏检波器的输入VP－P值与输出直流电压的关系。 7）使输入信号与参考信号的相位改变180°，测出上述关系。 输入VP－P（V） 输出Vo（V） 数据处理分析： 根据实验步骤中带下划线部分文字的要求，用示波器和电压表观察实验现象并记录，保存示波器的典型波形图像，以图像的形式插入报告中。 记录相敏检波器的输入信号Vp-p值与输出直流电压的关系，并作图表示。 第二部分：半导体应变片交流半桥的振幅测量实验 实验目的与要求： 说明交流激励源的交流半桥的应用 实验原理： 当梁受到不同的频率信号激励时，振幅不同，带给应变片的应力不同，电桥输出也不同。若激励频率和梁的固有频率相同时，产生共振，此时电桥输出为最大，根据这一原理