一、相敏检波器、移相器实验
实验目的：了解相敏检波器的原理和工作情况。 实验准备：预习
实验仪器和设备：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、双踪示波器
实验原理：相敏检波利用参考端电压的极性不同，导致输入—输出相位发生改变的原理。 实验注意事项：参考输入端1（DC）与参考输入端5（AC）不能同时接线。由于作为电子开关的场效应管3DJ7H性能所限，相敏检波器输出有两个半波不一样的现象。 实验内容：
（1）把音频振荡器的输出电压（0°输出端）接至相敏检波器的输入端4。
（2）将直流稳压电源打到2V档，把输出电压（正或负均可）接到相敏检波器的参考输入端1（DC）。参考输入端也称相敏检波器的控制端，控制信号是直流时，接1，交流时接5。
R4 30K W1 51K A2 4 R3 30K A1 R5 2.2K 6 IN 5 AC OUT 1 5 1 30K R 3 场效应管 R2 22K 4 DC 6 2 1 2 3 图3 相敏检波器 （3）把示波器的两根输入线分别接到相敏检波器的输入端和输出端，观察输入和输出波形的相位关系和幅值关系。
（4）改变参考输入端1的电压极性，观察输入输出波形的相位和幅值关系。由此可得出结论，当参考电压为正时，输入与输出 同 相，当参考电压为负时，输入与输出 反 相，此电路的放大倍数为 1 倍。
（5）从音频振荡器的0°输出插口输出信号再接一根线至移相器输入端，移相器的输出端与相敏检波器的参考输入端5（AC）之间连接起来，此时应断开参考输入端1的连线。保持原相敏检波器的信号输入端与音频振荡器0°输出插口的连接。
（6）将示波器的两根输入线分别连到相敏检波器输入端和参考输入端5，调整移相器，使两个信号同相位。再将接相敏检波器参考输入端5的示波器的探头移至相敏检波器输出端，观察示波器上的两个波形。
由此得出：相敏检波器和移相器组合整形电路的作用是将输入的 全 波转变成 半 波。
（7）将相敏检波器的输出端与低通滤波器的输入端连接起来，低通滤器的输出端接至电压表的输入端（20V档）。
（8）适当调整音频振荡器的幅度，仔细观察示波器的波形和电压表读数变化，然后将相敏检波器的输入端接到音频振荡器的180°输出插口，保持移相器接0°不变，观察示器波的
波形和电压表数字变化。
由此可以看出：当相敏捡波器的输入与控制信号（参考输入端5信号） （同、反）相时，输出为正极性的 半 波形，电压表指示为 正 极性方向的最大值，反之则输出为 负 极性的 半 波形，电压表指示为 负 极性的最 大 值。当音频振荡器的幅值增大时，波形幅值 变大 ，电压表读数 变大 。所以，相敏检波器、移相器、低通滤波器组合后可用来测量交流信号的幅值。
（9）改变音频振荡器的频率，发现信号间相位 移动 ，输出波形也发生 移动 ，此时要重新调整移相器才能使信号间相位一致。
（10）调整移相器，使电压表输出最大，利用示波器和电压表，测出相敏检波器的输入电压峰峰值与输出直流电压的关系。（注意应置示波器探头衰减为×1，对应的通道VAR为最大）
输入Vip-p （V） 输出Vo（V） 0．5 0.27 1 0.54 2 1.24 4 2.43 8 5.03 （11）使输入信号与参考信号的相位差改为180°，测出上述关系数据： 输入Vip-p （V） 0．5 1 2 4 8 输出Vo（V） 思考题
1． 当相敏检波器输入为直流时，输出波形如何？其平均值为多少？
为直线，平均值就为波形的幅值。
-0.26 -0.53 -1.25 -2.44 -5.02 二、金属箔式应变片——交流全桥
实验目的：了解交流供电的四臂应变片电桥的工作原理、特点及其应用。 实验准备：预习
实验仪器和设备：音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、测微头、砝码、示波器。
实验原理：工作原理同直流电桥，但供桥电源为交流，差放的输出值也为交流电压。 实验注意事项：旋钮初始位置是，音频振荡器4KHz左右，幅度适中，电压表打到2V档，差动放大器增益旋至中位。其它还须注意的事项有： （1）本实验也可用示波器观察各环节的波形。
（2）组桥时应注意应变片的受力状态，使桥路正常工作。
（3）如果紧接着做后续的实验，则不要变动音频振荡器的幅度旋钮及差动放大器的增益旋钮。
（4）做电子称应用部分实验时，砖码应尽量放在应变梁端部的正中间。
（5）做电子称应用部分实验时，在悬壁梁系统的自由端部不得有与外部相碰擦的情况。 实验内容：
（1）按实验一的方法将差动放大器调零。
（2）引出四片金属箔式应变片（2个正片、2个负片），在电桥单元上组成全桥（注意应变片的正确接入）。
（3）按图4的电路搭成工作电桥，图中R1～R4为应变片，W1,W2,C,r为调平衡网络，电桥供桥电压必须从音频振荡器的LV插口输出（负载能力强）。
（4）将音频振荡器的幅度旋至中位。根据相敏检波、移相器实验方法调整好移相器（使电压表的读数最大）。如差放的输出偏小，可适当增加音频振荡器的幅度。 （5）确认测微头安装到位，调整旋紧固定螺钉，旋动测微头至10mm处使梁处于水平位置（目
测）。调整W1与W2使电压表指零。（W1与W2须交互反复调整）
由此可见：在交流电桥中，必须有 2 个可调参数才能使电桥平衡，这是因为电路存在 R C 而引起的。
（6）旋转测微头，每隔0.50mm读数，并填入下表： X（mm） 10 V（mV） 1 10.5 11 6 10 11.5 12 15 19 12.5 13 23 27 13.5 14 31 35 14.5 39 根据所得数值，作出X一V曲线，并与前面直流电桥的结果相比较。
V45403530252015105002468位移/mm10电压/mv611915102723393531V121416
分析结果：由斜率可以看出逼前面半桥的灵敏度低。
交流全桥的应用——电子秤 实验步骤：
（1）按图4接线，调好移相器，去掉测微头。 （2）将系统重新调零（调整W1、W2）。
（3）在位移台上加不同重量的简易法码（铁环）进行标定，将结果填入下表： W（g） V（V） 20 0.045 40 0.043 60 0.041 80 0.039 100 0.037 120 0.034 （4）在位移台上加上一个重量未知的重物（如：钥匙串），记上电压表的读数： 0.041 （5）根据实验结果，得出未知重物的重量 70 。 思考题
要将这个电子秤方案投入实际应用，你认为哪些部分需要改进？
（一）电压表的量程应该调大
实验三 差动变压器性能、零残及补偿、标定实验
一、差动变压器性能
实验目的：了解差动变压器的原理及工作情况。 实验准备：预习
实验仪器和设备：音频振荡器、测微头、双踪示波器、差动式电感。 实验原理：交流电通过偶合的线圈产生感应电势。
实验注意事项：旋钮初始位置是，音频振荡器4KHz～6 KHz左右，幅度适中，双踪示波器第一通道灵敏度500mV/cm，第二通道灵敏度10mV／cm。其它还须注意的事项有： （1）差动变压器的激励源必须从音频振荡器的电源输出插口（LV插口）输出。
（2）差动变压器的两个次级线圈必须接成差动形式，即，两个同名端短接，另两个同名端则构成输出。
（3）差动变压器与激励信号的连线应尽量短一些，以避免引入干扰。
实验内容：
（1）按图5接线，音频振荡器必须从LV接出，LV、GND接差动式电感的Li，2个L0构成差
动输出。 Vpp=2V；同时接示波器第一 通道观测输入信号。
图 5 差动变压器接线方式 接Lv：4KHz～6 KHz左右，接示波器第二通道（灵敏度10mV／cm）观测输出信号 （2）调整音频振荡器幅度旋钮，观察第一通道示波器，使音频LV信号输入到初级线圈的电
压为VPP＝2伏。
（3）调整测微头，使衔铁处于中间位置M（此时输出信号最小），记下此时测微头的刻度
值填入下表 （4）旋动测微头，从示波器第二通道上读出次级差动输出电压的峰一峰值填入下表： X（mm） M- M- M- M- M(中间M+ M+ M+ M+ 2.0 1.5 1.0 0.5 位置) 0.5 1.0 1.5 125 2.0 136 Vop-p（mV） 160 115 80 44 25 42 85 *如果第二通道的信号实在太弱，可先接差放再行观察。
读数过程中应注意初、次级波形的相位关系：
当铁芯从上至下过零位时,相位由 同 （同、反）相变为 反 （同、反）相；再由下至上过零位时，相位由 反 相变为 同 相；
（5）仔细调节测微头使次级的差动输出电压为最小，必要时应将通道二的灵敏度打到最高档，这个最小电压叫做 零点残余电压 ，可以看出它的基波与输入电压的相 位差约为 90度 。
(6) 根据所得结果，画出（Vop-p一X）曲线，指出线性工作范围，求出灵敏度：
Vop-p18016014012010080604440200160电压/mv1158012585422512136Vop-p-3-2-10位置/mm36) 根据所得结果，画出（Vop-p一X）曲线，指出线性工作范围，求出灵敏度： S??V?X?V?X? ?70.12mV/mm ，更一般地，由于灵敏度还与激励电压有关，因此：
/V?＝ ?17.53mV/mm 。
S1?
二、差动变压器零点残余电压的补偿
实验目的：了解零点残余电压的补偿及其方法。 实验准备：预习
实验仪器和设备：音频振荡器、测微头、电桥、差动放大器、双踪示波器。
实验注意事项：音频信号必须从LV插口引出。旋钮初始位置是，音频振荡器4KHz～6 KHz左右，双踪示波器第一通道灵敏度500mV/cm，第二通道灵敏度1V/cm，触发选择打到第一通道，差动放大器的增益旋到适中。 实验内容：
（1）利用示波器，调整音频振荡器的输出为2伏峰一峰值。 （2）观察差动变压器的结构。按图6接好线，音频振荡器必须从LV插口输出，W1,W2,r,C为电桥单元中的调平衡网络。
（3）调整测微头，使差动放大器输出电压最小（此时对应的输出是零点残余电压）。 （4）依次调整W1,W2,使输出电压进一步减小，必要时重新调节测微头。
（5）将第二通道的灵敏度提高，观察零点残余电压的波形，注意与激励电压波形相比较。 经过补偿后的残余电压波形：
为一 单脉冲 波形，这说明波形中有 高频 分量。 LV 接第一通道 5kHz，Vpp=2V r W1 C W2 接第二通道