相敏检波电路总结 第1篇

LCR表设计部分参考硕士论文《低频高精度LCR测量仪的设计》

伏安法测量

Z_X=\widetilde{U}_X/\widetilde{U}_S*R

可见得到阻抗Zx，需要先计算Zx和R两端的电压phasor，phasor的计算可以用相敏检波器实现。按照是否设置Us为零相角分为如下固定轴法和自由轴法。

真个测试电路主要有：正弦信号发生电路、电桥、可控增益放大电路、开关相敏检波电路和AD转换电路。

直接数字频率合成器（DDS，Direct Digital Synthesizer/ˈsinθisaizə/）芯片 技术，

一个正弦电源两路90度相移的PWM信号，其中1路信号与正弦电源同相位

电桥电路

仪表三运放：高的共模抑制比

测量端口设计：四线测量法

因此，1861年开尔文发明四线测量法，也叫做开尔文法。（就是那个焦耳热定律的开尔文），将电流和电压的电极分离出来单独测量。如下图，由于电压表内阻相对于待测电阻和导线电阻很大，所以电压表支路电流可以忽略，所以可以确保电压表所测电压时为待测电阻两端电压。

开关相敏电路

Vi输入是一个正弦波，P1是一个开关，开关占空比恒为，与Vi同频率，但相位有两种。一种是与Vi同相位（例如可以算cosine）,另一种是与Vi相位差90度（可以算sine）。可以通过对波形分析积分算平均值的方式得出结果。但是为了获得直流分量，后级的低通滤波器设计需要注意。

QA：SPWM波和阶梯波生成的波形频谱分析？

相敏检波电路总结 第2篇

本实用新型的目的在于提供一种相敏检波电路，以解决上述背景技术中提出的lvdt的工作电路的解调方式，对于较小的信号电压，二极管误差的影响还是比较明显的，因此这种解调方式难以做到高精度的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括变压器和精密比较器芯片,所述变压器的原线圈上施加一个电压变化范围为-2v～2v的正弦波信号,所述正弦波信号频率为10khz，所述变压器的两个次级线圈与传感器内的两个线圈构成惠更斯电桥，所述变压器原线圈的一端接入精密比较器芯片，通过与0v电压作比较就可以识别出激励信号的相位。

优选的，所述精密比较器芯片输出的相位信号，作为模拟开关的控制信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)通过精密比较器实现原线圈激励信号的相位检测，用检测到的相位对后端的放大电路进行控制，从而实现相敏检波；

2)用比较器检测的相位信息，控制信号的同相放大和反相放大，同相放大和反相放大的倍数相同，这样就能实现信号的全波检波；

3)用在初级运放电路的反馈电阻上加上电容，来抵消变压器线圈造成的相位偏移。

附图说明

图1为本实用新型电路结构示意图；

图2为本实用新型载波结构示意图；

图3为本实用新型调制信号结构示意图；

图4为本实用新型放大后的调幅波结构示意图；

图5为本实用新型相敏检测后的波形结构示意图；

图6为本实用新型滤波后的波形结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例：

请参阅图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种相敏检波电路，包括变压器u1和精密比较器芯片u5,所述变压器u1的原线圈上施加一个电压变化范围为-2v～2v的正弦波信号,所述正弦波信号频率为10khz，所述变压器u1的两个次级线圈与传感器内的两个线圈构成惠更斯电桥，所述变压器u1原线圈的一端接入精密比较器芯片u5，通过与0v电压作比较就可以识别出激励信号的相位。

精密比较器芯片u5输出的相位信号，作为模拟开关的控制信号。当激励信号相位为0～180度时，比较器7脚输出+3v，in为+3v，k1接地，u3b的5脚电平为0v，r39、r30、r41、r42与u3b组成反相放大电路，放大发倍数为(r41+r42)/(r39+r30)＝4倍，u3b的7脚输出电压为-4*vs1；当激励信号相位为180～360度时，比较器7脚输出-3v，in为0v，k2接地，u3b的5脚电压为vs1/2，此时r30、r41、r42与u3b组成同相放大电路.放大倍数为(r41+r42+r30)/r30＝8倍，u3b的7脚输出电压为(vs1/2)*8＝4*vs1。

工作原理：通过精密比较器实现原线圈激励信号的相位检测，用检测到的相位对后端的放大电路进行控制，从而实现相敏检波,用比较器检测的相位信息，控制信号的同相放大和反相放大，同相放大和反相放大的倍数相同，这样就能实现信号的全波检波,用在初级运放电路的反馈电阻上加上电容，来抵消变压器u1线圈造成的相位偏移。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

1.一种相敏检波电路，包括变压器u1和精密比较器芯片u5,其特征在于：所述变压器u1的原线圈上施加一个电压变化范围为-2v～2v的正弦波信号,所述正弦波信号频率为10khz，所述变压器u1的两个次级线圈与传感器内的两个线圈构成惠更斯电桥，所述变压器u1原线圈的一端接入精密比较器芯片u5，通过与0v电压作比较就可以识别出激励信号的相位。

2.根据权利要求1所述的一种相敏检波电路，其特征在于：所述精密比较器芯片u5输出的相位信号，作为模拟开关的控制信号。

相敏检波电路总结 第3篇

锁相放大（phase lock-in amplifier）/相敏检波/数字中频是同一件事，偏向于微弱信号放大领域。芯片：AD630。

带通滤波器可以获得单一频率的信号，抑制噪声，其中心频率与带宽的比值叫做Q值，但Q值由于器件本身实际特性不能无限增大（Q最大100左右，比如1kHz信号，带宽10Hz）。因此，引入锁相放大器。

锁相放大器，与锁相环前面结构相似，但是是开环的，测量信号与参考固定频率的正弦信号[也可以是方波信号]相乘，再利用低通滤波器滤除混频高频部分，得到低频部分。理论上锁相放大器的Q可以到 10^7 （1kHz信号，LPF的截止频率 ）。

高晋占老师的书《》？

1/f噪声？

正交检波？[被测信号分别乘以同频率的cos和sin信号，cos和sin信号相位差为90 degrees，这样类似于一个复频率，相乘的过程也可以认为是一种复混频；也有称这一过程为DFT]

现证明一正弦信号提取幅值和相位的数值方式，假设原始信号的表达式为 v(t)=\sqrt{a_1^2+b_1^2}sin(\omega t+\phi)=a_1cos\omega t+b_1sin\omega t

若单个周期的采样点的个数为N，则有：

\begin{aligned} A &=\sum_{i=1}^{N} v\left(t_{i}\right) \cos w t_{i}=\sum_{i=1}^{N}\left(a_{1} \cos ^{2} w t_{i}+b_{1} \sin w t_{i} \cos w t_{i}\right) \\ &=\frac{1}{\Delta T}\left[\sum_{i=1}^{N} a_{1} \cos ^{2} w t_{i} \Delta T+\sum_{i=1}^{N} b_{1} \sin w t_{i} \cos w t_{i} \Delta T\right] \\ &=\frac{1}{\Delta T}\left[\int_{0}^{T} a_{1} \cos ^{2} w t_{i} d t+\int_{0}^{T} b_{1} \sin w t_{i} \cos w t_{i} d t\right] \\ &=\frac{1}{\Delta T} \frac{1}{2} T a_{1}=\frac{N}{2} a_{1} \\ B &=\sum_{i=1}^{N} v\left(t_{i}\right) \sin w t_{i}=\sum_{i=1}^{N}\left(a_{1} \cos w t_{i} \sin w t_{i}+b_{1} \sin ^{2} w t_{i}\right) \\ &=\frac{1}{\Delta T} \frac{1}{2} T b_{1}=\frac{N}{2} b_{1} \end{aligned}

因此系数 a_1,b_1 为

\begin{array}{l} a_{1}=\frac{2 A}{N} \\ b_{1}=\frac{2 B}{N} \end{array}

相敏检波电路总结 第4篇

持续更新中......

：更新部分眼图内容。

：添加LCR数字电桥和矢量网络分析仪目录。

：更新部分LCR表原理内容。

：更新Delta-Sigma ADC converter 部分。

：相敏检波部分更新，补充部分正交检波的内容。

：更新终值定理，误差传递函数概念，证明锁相环的跟踪性能；电荷泵升压和倍压整流电路原理简要更新。

： 攥写初稿，基于[1]中视频讲解进行笔记总结，仍有大量内容待后续更新完善。