1、 1 测控电路和传感器课程 设计 设计题目： 测控电路：开关型振幅调制与解调电路的设 计与调试 传 感 器：差动变压器型位移传感器设计 2 目录目录 第一部分：测控电路第一部分：测控电路 一：实验任务、要求及内容一：实验任务、要求及内容（3） 二：实验过程及原理二：实验过程及原理.(3) 三：三：分析误差原因分析误差原因(11) 四：分析电路中产生的故障四：分析电路中产生的故障.（13） 五：实验总结五：实验总结.（13） 第二部分：传感器第二部分：传感器部分部分 一差动变压器的工作原理（一差动变压器的工作原理（13） 二螺管型差动变压器的结构设计（二螺管型差动变压器的结构设计（15） 三螺管
2、型差动变压器的参数计算（三螺管型差动变压器的参数计算（15） 四差动变压器的误差四差动变压器的误差（23） 五：实验总结五：实验总结（28） 六：参考文献六：参考文献（28） 3 测控电路部分测控电路部分 一：实验任务、要求及内容一：实验任务、要求及内容 1 任务：利用场效应管的开关特性，实现低频信号的幅值调制与解调，以抑制 噪声干扰，提高信噪比。 2 要求：参考指定的资料，设计出相应的各部分电路，组装与调试该电路，试 验其抗干扰性能。 3 内容： （1）.分析各部分电路工作原理，选择相应的参数。 （2）.画出完整的电路图。 （3）.分析电路实验中产生的故障。 （4）.分析误差原因。 4 电路
3、参数：调制信号：正弦波 频率=2*Wm或者 Fs=2*Fm。 该电路中输入的正弦波的频率 f=400Hz， 此时方波的脉宽为 0.125ms 时， 则有频率 f=4000Hz，满足香农定理的要求，可以防止频率混叠的现象。 7 电路中的电子开关用两个晶体管构成。两个输入脉冲信号 Ua 与 Ub 的 幅值和频率相等，相位相反。Ua，Ub 如下图所示： 当 Ua 为高电平时，Q1 导通，Q2 截止，a 点接地，运算放大器则处于同 向放大状态。其闭环增益为： 2R GI1= = 1 （R+R） 当 Ub 为高电平时，Q2 导通，Q1 截止，b 点接地，运算放大器则处于反 向放大状态。其闭环增益为： 8
4、 R 2R GI2 = (1 + ) = +1 （2 R+R） R 由此可见，当增益为 GI1 时，输出信号为 Ui, 而当第二种状态时，输出 信号为+Ui 。这样，由于两个晶体管受到两个相位相反的脉冲控制，使输入信号 Ui的极性不断地“变换” ，所以在输出端就得到与输入信号相反的脉冲平衡调制 波 调制电路仿真图如下所示： 仿真电路（调制电路）产生的波形如图所示： 9 （五）放大器：（五）放大器： 由于调制信号的幅值较小不便于后续的测量，要经过放大电路的放大后再 送入解调电路。要求的调制信号的参数：调制信号：正弦波.频率500HZ ，幅 值0.1v。可知放大 5 倍，幅值为 0.5V，作为解调
5、电路的输入信号。 （六）脉冲平衡式解调电路：（六）脉冲平衡式解调电路： 下图为双极性振幅调制电路的电路图，在这里研究该电路的解调。图为现 行较好的脉冲平衡式双开关解调电路，由两个运算放大器和两个电子开关组成。 其中，A2 为反向放大器，A1 位反向加法器。晶体管 Q1 和 Q2 是两个电子开关， C 为交流耦合电容，起隔直流作用。 反向器 A2 使 A 点电压与输入信号反相，B 点电压与输入信号相同。由于所 有元件全是对称匹配的，所以 Ua 与 Ub 也是反相对称的。 Ua 与 Ub 是两个极性相反的脉冲序列，其频率和幅值是相同的。由这两个脉 冲信号交替控制电子开关。当 Ua 为正电平，Ub 为负电平，即电子开关 Q4 导 通，Q3 截止时，O 点对地短路，B 点电压不能输给 A2，P 点电压可输给 A2,其 输出为： R6 Uo(t) = - Ua(t) R3+R5 10 假设 ui (t)为正电平，当 t 从 0t1 时，输入信号 ui (t)由包线路 1 决定，即由 正的载波决定。在 Q3 截止 Q4 导通的条件下，ui (t)首先被 A1 反相，即 A 点电 压 uA（t）= ui (t)，将这个关系带入 Uo（t）得到： R6 Uo（t）= Ui (t) R3+R5 可见，输出 ui (t)也是正值，与 ui (t)同相位
