相敏检波电路简介

相敏检波器的工作原理相敏检波器是一种常用于射频（RF）和微波电路中的重要器件，它在通信系统、雷达系统、无线电接收机等领域都有着广泛的应用。

相敏检波器的作用是将输入信号转换成直流电压信号，以便后续的信号处理和分析。

那么，相敏检波器是如何实现这一功能的呢？接下来，我们将详细介绍相敏检波器的工作原理。

首先，我们需要了解相敏检波器的基本结构。

相敏检波器通常由一个相移器和一个乘法器组成。

相移器用于将输入信号进行相移处理，而乘法器则用于将相移后的信号与本地振荡器产生的参考信号相乘。

通过这样的处理，相敏检波器可以将输入信号中的调制信息提取出来，并转换成直流电压信号输出。

在实际工作中，相敏检波器的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 输入信号相移处理，首先，输入信号经过相移器，与本地振荡器产生的参考信号相位对齐。

这一步骤是为了确保输入信号与参考信号在相位上保持一致，以便后续的乘法运算。

2. 乘法运算，经过相移处理的输入信号与本地振荡器产生的参考信号经过乘法器相乘。

在这一步骤中，乘法器将两个信号相乘，并输出乘积信号。

乘法运算的结果将包含输入信号的调制信息，这是相敏检波器实现信号检测的关键步骤。

3. 低通滤波，乘法运算得到的乘积信号经过低通滤波器进行滤波处理，去除高频成分，只保留调制信息的直流分量。

这样就得到了相敏检波器的输出信号，即转换后的直流电压信号。

通过以上步骤，相敏检波器实现了将输入信号转换成直流电压信号的功能。

在实际应用中，相敏检波器可以用于解调调幅、调频、调相等调制信号，实现信号的检测和解调。

同时，相敏检波器还可以用于测量输入信号的幅度、频率和相位等参数，具有广泛的应用价值。

总之，相敏检波器通过相移处理、乘法运算和低通滤波等步骤，实现了将输入信号转换成直流电压信号的功能。

它在射频和微波电路中扮演着重要的角色，为通信系统、雷达系统、无线电接收机等设备提供了可靠的信号处理和解调功能。

希望本文对相敏检波器的工作原理有所帮助，谢谢阅读！。

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用普通检波二极管作检波器时，由于其正向伏安特性不是线性的，因此在小信号下，检波失真相当严重。

另外，二极管的正向压降随温度而变，所以检波器的特性也受温度影响。

用运算放大器构成的精密检波器，能克服普通二极管的缺陷，得到与理想二极管接近的检波性能。

而且检波器的等效内阻及温度敏感性也比普通检波器好得多。

如
上图所示：当Usr为负时，经放大器反相，U'sc>0，D2截止，D1导通。

D1的导通为放大器提供了深度负反馈，因此，放大器的反相输入端2为虚地点，检波器从虚地点经过R2输出信号。

所以Usc=0。

当Usr为正时，U'sc<0，所以D1截止，只要U'sc达到-0.7V，D2就导通，这时，可把D2的正向压降UD看成是放大器的输出失调电压，因此电路相当于反相输入的比例放大器，其传输特性为
Usc=-(R2/R1)Usr=-Usr。

综上所述，上图的传输特性为Usc=0(Usr<0)；Usc=-Usr(uSR>0)。

由于运放的开环增益Gol很高，因此，当输入信号为正时，只要Usr≥UD/Gol，就会使D2导通，而且D2一旦导通，放大器就处于深度的闭环状态，非线性失真非常小，从小信号开始，输入和输出之间就是具有良好的线性关系。

它的死区电压非常小，等于二极管的正向压降UD的1/Gol倍。

设
D2导通时检波器的反馈系数为F，则这种精密检波器的内阻和温度系数为普通检波器的1/(Gol·F)倍，当R2>R1时，检波器还兼有电压放大作用，可将信号放大R2/R1倍。

差动变压器的转换电路——相敏检波电路在动态测量时，假定位移是正弦波，即按x ≈xmSinωt运动。

那么次级输出电压的相位角与衔铁的位移有关。

因此为能确定衔铁的移动方向，还得判别输出电压的相位。

通过相敏检波电路，就能得到既能反映位移大小、又能反映位移方向(极性）的测量信号。

图4-22为相敏检波电路的原理图。

图中四个特性相同的二极管D1~D4串接成一个回路，四个节点1~4分别接到两个变压器A和B的次级线圈上。

变压器A的输入为放大了的差动变压器的输出信号而其输出为u=Ul + u2;变压器B的输人信号为u0，称为检波器的参考信号，它和差动变压器的激励电压共用一个电源。

通过适当的移相电路保证u和u。

同频同相或反相。

是作为辨别极性的标准(参照物)。

Rf为连接在两个变压器次级线圈的中点之间的负载电阻。

经相敏检波电路，当衔铁在零点以上移动时，不论载波在正半周还是负半周，在负载电阻只f 上得到的电压始终为正的信号。

当衔铁在零点以下移动时，负载电阻Rf 上得到的电压始终为负的信号。

即正位移输出正电压,负位移输出负电压；电压值的大小表明位移的大小，电压的正负表明位移的方向。

因此，原来呈V字形的输出特性曲线（见图4-18)就变成了过零点的一条直线，如图4 - 23所。

需要说明的是，经相敏检波和差动整流输出的信号，仍然含有高频分量，因而还需通过低通滤波器滤除高频分量，这样才能获得与衔铁一致的有用信号。

随着集成电路技术的发展,相继出现各种性能的集成电路相敏检波器,例如LZX1单片相敏检波电路。

LZX1为全波相敏检波放大器,它与差动变压器的连接如图4-24(a)所示。

相敏检波电路要求参考电压和差动变压器次级输出电压同频率、相位相同或相反，因此，需要在线路中接人移相电路。

如果位移量很小，在差动变压器的输出端还要接入放大器，将放大后的信号输入到LZX1的输入端。

通过LZX1输出的信号，还需经过低通滤波器，滤去调制时引人的高频信号，只允许与位移x对应的直流电压信号通过。

一、相敏检波的功用和原理1、什么是相敏检波电路？相敏检波电路是具有鉴别调制信号相位和选频能力的检波电路。

2、为什么要采用相敏检波？包络检波有两个问题：一是解调的主要过程是对调幅信号进行半波或全波整流，无法从检波器的输出鉴别调制信号的相位。

第二，包络检波电路本身不具有区分不同载波频率的信号的能力。

对于不同载波频率的信号它都以同样方式对它们整流，以恢复调制信号，这就是说它不具有鉴别信号的能力。

为了使检波电路具有判别信号相位和频率的能力，提高抗干扰能力，需采用相敏检波电路。

3、相敏检波电路与包络检波电路在功能与电路构成上最主要的区别是什么？相敏检波电路与包络检波电路在功能上的主要区别是相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。

从电路结构上看，相敏检波电路的主要特点是，除了所需解调的调幅信号外，还要输入一个参考信号。

有了参考信号就可以用它来鉴别输入信号的相位和频率。

4、相敏检波电路与调幅电路在结构上有哪些相似之处？它们又有哪些区别？将调制信号Ux乘以幅值为1的载波信号就可以得到双边带调幅信号Us，将双边带调幅信号Us再乘以载波信号，经低通滤波后就可以得到调制信号Ux。

这就是相敏检波电路在结构上与调制电路相似的原因。

二者主要区别是调幅电路实现低频调制信号与高频载波信号相乘，输出为高频调幅信号；而相敏检波器实现高频调幅信号与高频载波信号相乘，经滤波后输出低频解调信号。

这使它们的输入、输出耦合回路与滤波器的结构和参数不同。

二、相敏检波电路的选频与鉴相特性1、相敏检波电路的选频特性什么是相敏检波电路的选频特性？相敏检波电路的选频特性是指它对不同频率的输入信号有不同的传递特性。

以参考信号为基波，所有偶次谐波在载波信号的一个周期内平均输出为零，即它有抑制偶次谐波的功能。

对于n=1,3,5等各奇次谐波，输出信号的幅值相应衰减为基波的1/ n，即信号的传递系数随谐波次数增高而衰减，对高次谐波有一定抑制作用。

二极管相敏检波电路电路如图 4 - 15 所示。

VD1、VD2、VD3、 VD4 为四个性能相同的二极管, 以同一方向串联成一个闭合回路, 形成环形电桥。

输入信号u2(差动变压器式传感器输出的调幅波电压)通过变压器T1加到环形电桥的一个对角线。

参考信号u0通过变压器T2加入环形电桥的另一个对角线。

输出信号uL 从变压器Ｔ1与Ｔ2的中心抽头引出。

平衡电阻R 起限流作用, 避免二极管导通时变压器T2的次级电流过大。

RL 为负载电阻。

u0的幅值要远大于输入信号u2的幅值, 以便有效控制四个二极管的导通状态, 且u0和差动变压器式传感器激磁电压u1由同一振荡器供电， 保证二者同频、同相（或反相）。

由图 4 -16（a ）、（c ）、(d)可知, 当位移∆x > 0时, u2与u0同频同相, 当位移∆x< 0时, u2与u0 同频反相。

　∆x> 0时, u2与u0为同频同相, 当u2与u0均为正半周时, 见图 4 - 15（a ）, 环形电桥中二极管VD1、ＶD4截止, VD2、VD3导通, 则可得图 4 - 15（b ）的等效电路。

2002012n u u u == 1222212n u u u == 根据变压器的工作原理, 考虑到O 、M 分别为变压器T1、 T2的中心抽头, 则有u01= u02=202n u (4 - 29) u21= u22=122n u −(4 - 30) 式中 n1#, n2为变压器T1、T2的变比。

采用电路分析的基本方法, 可求得图 4 - 15（b ）所示电路的输出电压uL 的表达式:)2(112L L L R R n u R u += 同理当u2与u0均为负半周时, 二极管VD2、VD3截止, VD1、 VD4导通。

其等效电路如图 4 - 15（c ）所示, 输出电压uL 表达式与式(4 -31）相同, 说明只要位移Δx>0, 不论u2与u0是正半周还是负半周，负载RL 两端得到的电压uL 始终为正。

差动相敏检波电路应用2008-11-20 10:55差动变压器式电感传感器互感型电感传感器是利用互感M的变化来反映被测量的变化。

这种传感器实质上是一个输出电压可变的变压器。

当变压器初级线圈输入稳定交流电压后，次级线圈便会有感应电压输出，该电压随被测量的变化而变化。

差动变压器式电感传感器是常用的互感型传感器，其结构形式有多种，以螺管形应用较为普遍，其结构及工作原理如下图所示。

传感器主要由线圈、铁芯和活动衔铁三部分组成。

线圈包括一个初级线圈和两个反接的次级线圈，当初级线圈输入交流激励电压时，次级线圈将产生感应电动势e1和e2。

由于两个次级线圈极性反接，因此，传感器的输出电压为两者之差，即e y=e1-e2。

活动衔铁能改变线圈之间的藕合程度。

输出e y的大小随活动衔铁的位置而变。

当活动衔铁的位置居中时，e1=e2，e y=0；当活动衔铁向上移时，e1>e2，e y>0；当活动衔铁向下移时，e1<e2，e y<0。

活动衔铁的位置往复变化，其输出电压也随之变化，输出特性如下图所示。

图4.3-1值得注意的是：首先，差动变压器式传感器输出的电压是交流量，如用交流电压表指示，则输出值只能反应铁芯位移的大小，而不能反应移动的方向；其次，交流电压输出存在一定的零点残余电压，零点残余电压是由于两个次级线圈的结构不对称，以及初级线圈铜损电阻、铁磁材质不均匀、线圈间分布电容等原因所形成的。

所以，即使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零。

鉴于这些原因，差动变压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。

下图所示为用于小位移的差动相敏检波电路的工作原理，当没有信号输入时，铁芯处于中间位置，调节电阻R，使零点残余电压减小；当有信号输入时，铁芯移上或移下，其输出电压经交流放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。

由表头指示输入位移量的大小和方向。

图4.3-2差动变压器式传感器具有精度高（达0.lμm量级），线圈变化范围大(可扩大到±l00mm，视结构而定)，结构简单，稳定性好等优点，被广泛应用于直线位移测量及其它压力、振动等参量的测量。

相敏检波器实验报告实验报告：相敏检波器一、实验目的1. 掌握相敏检波器的基本原理和使用方法；2. 学习建立电路和测量电压；3. 熟悉实验现象和结论。

二、实验原理相敏检波器又称同步检波器，是一种基于同步检测原理的电路。

它是通过对两个信号进行相位比较，然后将相位差信号转换成幅度差信号，并进行信号放大，最终在负载上输出较大的直流电压或直流电流。

相敏检波器的基本原理如下：1. 将低频信号（载波）和高频信号（调制信号）分别输入两端口；2. 经过相敏放大器以及相位比较器获取到相位差信号，该信号是一个低频信号；3. 再经过信号放大器将低频信号放大转换为幅度差信号；4. 最终在负载上输出较大的直流电压或直流电流。

三、实验步骤1. 搭建相敏检波器电路，接通电源；2. 调节模拟信号发生器发生载波和调制信号；3. 用示波器观测相敏检波器输出波形，记录幅值和频率；4. 调节相位比较器直流偏置量，观察输出波形的变化并记录；5. 对不同频率和幅值组合的信号进行测量，记录实验数据；四、实验结果我们在实验中测得的相敏检波器输出波形如图所示：（插入实验结果图片）我们可以通过示波器观察到，输出的波形是载波信号和调制信号同步后的直流电压信号，其幅值可通过操作相偏电阻来调节。

同时，我们也发现，当载波和调制信号的频率相同时，输出波形的幅值最大，而当频率相差较大时，输出信号几乎为零。

五、实验结论通过本次实验，我们了解了相敏检波器的基本原理，学习了如何建立电路以及如何测量电压，最终得出了相敏检波器的实验结果。

我们还发现，由于相敏检波器的输出幅值是由相位差信号转化而来，因此在实验中我们需要保证载波和调制信号的相位同步，否则输出的幅值会受到较大的影响。

六、实验感想本次实验让我们深入了解了相敏检波器的原理和用法，在实验过程中我们还学到了多种电路的搭建方法，锻炼了我们的实践操作技能。

同时，我们也意识到实验结果的精确性需要多次测量和数据对比，也体现了实验科研的谨慎和认真。

传感器相敏检波电路的工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊传感器相敏检波电路的工作原理，这可有意思啦！你看啊，传感器就像是我们的眼睛和耳朵，能感知各种信息，然后把这些信息传递给电路。

那相敏检波电路呢，就像是个超级聪明的小机灵鬼，能从这些信息中找出最关键的部分。

想象一下，传感器送过来的信号就像是一群叽叽喳喳的小鸟，各种各样的声音都有。

而相敏检波电路呢，它能分辨出哪些是我们真正想听的歌声，哪些只是嘈杂的噪音。

它是怎么做到的呢？这就得说说它的工作原理啦。

它就像是一个有魔法的筛子，能把有用的信号筛选出来，把没用的给过滤掉。

它会根据输入信号的特点，精确地找到我们需要的那部分。

比如说，当一个特定频率的信号进来时，相敏检波电路就会特别敏感地捕捉到它，就好像是它的知音一样。

然后呢，它会把这个信号放大，让我们能更清楚地看到或听到。

这就好比是在一场混乱的音乐会上，你能准确地听到你最喜欢的那首歌的旋律，而不会被其他的声音所干扰。

是不是很神奇呢？而且啊，这个相敏检波电路还特别厉害的一点是，它能分辨信号的相位呢！这就像是能分辨出声音是从左边传来的还是右边传来的一样。

你说，这得多牛啊！它能根据信号的相位来做出不同的反应，这可不是一般的电路能做到的。

在我们的生活中，传感器相敏检波电路可是发挥了大作用呢！比如在医疗领域，它能帮助医生更准确地检测病人的身体状况；在工业生产中，能让机器更精确地运行。

总之，传感器相敏检波电路就像是一个默默工作的小英雄，虽然我们可能不太注意到它，但它却在背后为我们的生活带来了很多便利和进步。

它的工作原理虽然有点复杂，但只要我们用心去理解，就一定能发现它的奇妙之处！难道不是吗？所以啊，大家可别小看了这个小小的电路哦，它可是有着大大的能量呢！。

实验1 开关式全波相敏检波电路一、实验目的1．熟悉和掌握相敏检波器的工作原理。

2．验证相敏检波器的检幅特性和鉴相特性。

二、实验设备及参考电路图1．实验台中部件：相敏检波器、音频振荡器、移相器、直流稳压电源、低通滤波器、电压表（毫伏表）2．双踪示波器3．实验参考电路图三、实验步骤将音频振荡器的输出信号（00 ）接至相敏检波器的输入端(1)。

1．参考信号为直流电压⑴将直流稳压电源+2V接入相敏检波器参考信号输入端(4)，用双踪示波器测试相敏检波器输入端(1)和输出端(3)的波形。

⑵将直流稳压电源-2V接入相敏检波器参考信号输入端(4)，用双踪示波器测试相敏检波器输入端(1)和输出端(3)的波形。

2．参考信号为交流电压⑴将音频信号00接入相敏检波器参考信号输入端(2)，用双踪示波器观察(1) ～ (6)端波形。

⑵将音频信号1800 接入相敏检波器参考信号输入端(2)，用双踪示波器观察(1) ～ (6)端波形。

3．相敏检波器检幅特性将相敏检波器的输出端(3)接低通滤波器的输入端，将低通滤波器的输出端接数字电压表。

⑴相敏检波器的输入信号（接(1)）和参考信号（接(2)）同相，改变音频信号的输入幅值Vp-p，分别读出电压表显示的数值填入下表。

⑵相敏检波器的输入信号（接(1)）与参考信号（接(2)）反相时，改变音频信号的输入幅值Vp-p，分别读出电压表显示的数值填入下表。

4．相敏检波器的鉴相特性将音频信号接移相器的输入端，移相器电路输出接相敏检波器参考输入端(2)，旋转移相器的电位器旋钮，改变参考电压的相位，音频振荡器输出幅值不变，用示波器观察(1) ～(6)波形，并读出对应的电压表值。

四、实验报告要求1．画出该相敏检波器的电路图，并说明该电路的工作原理。

2．画出该实验第三步骤和第四步骤的原理框图。

3．分别画出参考电压与相敏检波器的输入信号同相、反相时(1) ～ (6)点的波形图及低通滤波器的输出波形。

4．画出参考电压通过移相器后（差900 时），相敏检波器(1) ～ (6)点及低通滤波器的输出波形。