第六章相位差的测量要点分析.ppt

因为 uAE= u1(t)+u2(t)， uEB= u1(t)-u2(t) 所以由图(b)向量图得： (6.4-1) (6.4-2) 由于 ，因而 ，所以忽略 项 ，利用二项式定律展开再略去高次项得 第六章 相位差测量 一、差接式相位检波电路 F E (6.4-3) (6.4-4) 由前述得定性分析，可知 (6.4-5) (6.4-6) 所以F点电位： (6.4-7) 第六章 相位差测量 一、差接式相位检波电路 式中UR1为电阻R1上电压。因为R1=R2 ,故UR1=UR2 。又 (6.4-8) 将式（6.4-5）（6.4-8）代入（6.4-7）得 R3和C3 组成一低通滤波器，滤除角频率为ω的交流分量 - u2(t)，得直流输出电压 (6.4-9) 第六章 相位差测量 一、差接式相位检波电路 二、平衡式相位检波电路 平衡式相位检波电路如下图，4个技术指标一致的二极管 D1-D4 接成“四边形”，待测两信号通过变压器对称的加在“四边形”的对角线上，输出电压从两变压器的中心抽头引出, RL为负载电阻，滤波电容C对信号频率 ω来说相当于短路 。 图6.4-2 平衡式相位检波电路 第六章 相位差测量 若二极管的伏安特性为二次函数： (6.4—10) 式中 、 、 为实常数。当输入信号电压方向如图中所标时，加在四个二极管正极和负极间的电压分别为： (6.4—11) 将式（6.4－11）代入式（6.4－10），得到流过四个二极管的正向电流分别为： 第六章 相位差测量 二、平衡式相位检波电路 而流经输出端的电流为 (6.4—12) 输出电流只包含直流项和信号的二次谐波项。如果滤去高频分量，则输出电流中的直流项式(6.4-13)I0与成cosφ正比： (6.4—13) 第六章 相位差测量 二、平衡式相位检波电路 若两信号的频率不同，输出信号中也只有两输入信号的差频项和二次谐波项，而不存在输入信号频率分量。使输出端滤波容易。广泛用于混频、调制和鉴相。 图6.4－2 平衡式相位检波电路 第六章 相位差测量 二、平衡式相位检波电路 作为相位滤波器（鉴相器）时，通常取 ， （T为信号周期），这时可按差接式电路类似的方 法作分析。 当只考虑 D1、D3的检波作用时，它使电容器正向充电 到uD1、uD3的振幅，类似于式 按图中所标的电容电压参考方向，有 (6.4-14) 第六章 相位差测量 二、平衡式相位检波电路 当只考虑 D2、D4 的检波作用时，它使电容器反向充电到uD2 、 uD4 的振幅，仍用图中电容所标电压方向，类似于式 第六章 相位差测量 (6.4-15) 二、平衡式相位检波电路 由此可见，平衡式相位检波器的输出电压比差接式电路大一倍。它同样可用一个零点在中间的电表指示 0－1800相位差。测量时也应保持U2m为定值。 共同考虑 D1-D4 的检波作用时，可将式（6.4-14）、（6.4-15）代数和相加，得电容器上的电压，即相位检波器输出电压 第六章 相位差测量 二、平衡式相位检波电路 （6.4-14） 用相位检波器测相位差的优点是电路简单可以直读。 缺点是：10 需要变压器耦合，只适合于高频范围； 20 指示电表刻度是非线性的，读数误差也较大。 相位检波器测量相位差的误差约为?（1～30）。 相位检波器一般用来作为下节讨论的零示测量法中的 零示器，即用于指示两信号相位差恰等于90度情况。 有时也可用相位检波器输出去控制移相器。 第六章 相位差测量 * 第六章 相位差测量? 目 录 6.1 相位测量概述 6.2 示波相位差测量 6.3 相位差转换成时间间隔测量 6.4 相位差转换成电压测量 6.5 零示法测量相位 6.6 测量范围的扩展 振幅、频率和相位是描述交流信号的三个“要素”。 u(t)=Umsin(ωt+φ0） Um 为电压的振幅；ω为频率； φ0为初相位； φ＝ωt+φ0称瞬时相位，随时间改变。 当两个角频率为ω1、ω2的交流信号分别为 u1(t)=Umsin(ω1t+φ1） u2(t)=Umsin(ω2t+φ2） （6.1-2）