相关器的研究及其参数测量

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1、MVThu^ffN/MVT17zfv姓名：图尔荪拜克•铁米尔江班级：物理11-(02)班专业：物理学学号：20100901426组号：09号时间：2015年6月23日相关器与微少变化的测量摘要:本论文通过描述相关器及其原理和相关器的PSD波形观察及输出电正测景实验来说明和关器宇微少变化的测量关系。最后通过实验数据来得出结论说明微少变化对相关器的影响关键词：相关器、PSD波形、微少变化1、相关器及其相关器的基本原理：锁相放大器(Lock-inAmplifier)，简称UA。因为它实现了锁定相位的功能，故亦有译为锁定放大器的。目前，锁定放大技术已广

2、泛地用于物理、化学、生物、电讯、医学等领域。因此，培奍学生掌握这种技术的原理和应用，具有非常重要的现实意义，是锁定放人器的核心部件。相关器(简称PSD)是由相敏检波器和低通滤波器组成，或者说由乘积分器组成乘法器又有模拟乘法器和幵关式乘法器，而通常都用丌关乘法器，积分器通常也由低通滤波器构成。加法器输出PSD検出上示意图是相关器实验盒原理如图所示，信号通道由加法器、交流放大器、开关式乘法器、低通滤波器、直流放人器组成。参考通道由放人器和开关驱动电路组成。加法器、开关式乘法器、直流放大器的输出端分别连接到而板所对应的电缆插座，供测景观察使用。交流放大

3、倍数、直流放大倍数及低通滤波器的时间常数，均由而板上对应的旋钮控制。为了掌握相关器实验盒的原理，可参考实验室提供的电原理图和仪器的面板图。加法器由运算放大器组成，有两个输入端，一个是待测信号输入端，另一个是噪声或干扰信号输入端。在加法器把待测信号和噪声混合起来，便于研究观察相关器抑制噪声的能力。加法器的输出连接到面板加法器输出插座，便丁用示波器观察相加后的波形。交流放大器也由反相输入的运算放大器器组成，放大倍数为1、10、100,由而板旋钮控制。乘法器由两个运算放大器和一对幵关组成开关式乘法器组成，其输出由面板PSD输出插座输出，供示波器观察乘法

4、器输出波形。低通滤波器由运算放大器和RC电路组成，时问常数由RC决定，面板控制时间常数分别为0.1s、Is、10s。直流放大器由一级反相输入的运算放大器组成，低通滤波器输出的信号由直流放大器进行放大，最后由而板直流输出插座输出，放大倍数1、10、100由而板控制旋钮调整。参考方波信号由面板参考输入插座输入后，经两级运算放大器变成相位相反的~对方波，去控制由两个场效应管组成的并串联开关，完成乘法器的功能。2、PSD波形实验内容与实验仪器所用的实验仪器是双踪通用示波器一台，微弱信号检测技术实验综合装置，X-Y记录仪(1)相关器的PSD波形观察及输出电

5、压测量(2)相关器谐波响应的测量与微少变化观察相关器PSD波形观察及测量框图①连接电路②接通电源③调节幅度旋钮④置相关器直流放大倍数X10,交流放大倍数XI⑤调节宽带相移器的相移量观察PSD输出波形(p=0Q^=90°^=180°(p=270°(2)相关器谐波响应的测量和观察①连接实验电路，宽带相移器输入信号由n倍频或者1/n分频送出，此时相关器的参考信号为输入信号的Vn分频，即相关器的输入信号为参考信号的n次倍频①先置分频数为1,观察PSD波形，及PSD波形，及PSD输出直流电压，调节相移器的和移，使输出电流最大，和位差为0。②改变分频数为2,

6、3.......重复上述操作，PSD的输出波形如右图实验结果为：冇次谐波输出的直流响应电压为直流响应电压的1/n偶次谐波的输出直流响应为0/0/3、实验结论通过实验观察(1)当输入信号与参考信号频率的基波相等吋，即吋，相T/_2/?0hcos识Vo=—关器输出直流电压值为欣，与相位差的余弦成正比。(2)当输入信号为参考信号的偶次谐波时，相关器的输出为0,表明相关器能抑制偶次谐波。(3)当输入信号为参考信号奇次倍时，输出为基波输出的l/2n+l,说明相关器对奇次谐波有衰减作用。如上实验说明微少的变化对相关器的影响大，一点点的变化引起相关器信号的变

7、化。参考文献：1、《近代物理实验》教科书2、戴逸松著，微弱信号检测方法及仪器，岡防工业出版社，1994