第7章角度测量 u2 l (c 图73二极管相位检波器电路及矢量图 (a)电路;(b)U2>U1;(c)U2=1/2U1
第 7 章 角度测量 图 7.3 (a) 电路; (b) U2>>U1 ; (c) U2=1/2U1 ＋ － ＋ － 1 2 1 u 1 2 1 u ＋ － ud1 ud2 u2 u2 Uo1 Uo2 Uo u1 (a) 1 2 1 U 1 2 1 U sin 2 1 U1 U2 Ud2 Ud1 1 2 1 U 1 2 1 U Ud2 Ud1 (b) (c) VD1 VD2
第7章角度测量 为讨论方便,设变压器的变压比为1:1,电压正方向如图 7.3(a)所示,相位比较器输出端应能得到与相位差φ成比例的响 应。为此目的,当相位差为o的两高频信号加到相位检波器之前, 其中之一要预先移相90°。因此相位检波器两输入信号为 Ucos(@t-P) l2=U2=cos(0190°) U1、U为、al2的振幅,通常应保持为常值。现在u1在相位上超 前l2的数值为(90°-q)。由图73(a)知: d2
第 7 章 角度测量 为讨论方便, 设变压器的变压比为1∶1, 电压正方向如图 7.3(a)所示, 相位比较器输出端应能得到与相位差φ成比例的响 应。为此目的, 当相位差为φ的两高频信号加到相位检波器之前, 其中之一要预先移相 90° 。因此相位检波器两输入信号为 u1 =U1cos (ωt-φ) u2 =U2=cos (ωt-90°) U1、U2为u1、u2的振幅, 通常应保持为常值。现在u1在相位上超 前u2的数值为(90°-φ)。 由图 7.3(a)知： 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 u u u u u u d d = − = +
B第7章角度测量 当选取U2>乙时,由矢量图7.3(b)可知 =Un1≈U2+U1snq U,≈U, d2 U, sin 2 故相位检波器输出电压为 2 K KuDo K SIn 其中K为检波系数。由式(7.22)可画出相位检波器的输出特性曲 线,如图74(a)所示。测出U,便可求出g。显然,这种电路的单 值测量范围是-兀/2~π/2。当g<30°,U≈K1,输出电压U与近 似为线性关系
第 7 章 角度测量 当选取U2>>U1时, 由矢量图 7.3(b)可知 sin 2 1 sin 2 1 2 2 2 1 1 1 2 1 u U U U u U U U d d d d = − = + 故相位检波器输出电压为 1 sin 1 2 1 2 K U U U U K U K U d o o o d d d d = = − = − 其中Kd为检波系数。由式(7.2.2)可画出相位检波器的输出特性曲 线, 如图 7.4(a)所示。测出Uo , 便可求出φ。 显然, 这种电路的单 值测量范围是-π/2~π/2。当φ＜30° , Uo ≈KdU1φ, 输出电压Uo与φ近 似为线性关系
B第7章角度测量 当选取1/2U1=U2时,由矢量图7.3(c)可求得 Un1=2×U/si45° U2=2×-U1sn45 d2 则输出 U=K,sn45+9-Km45°-9 输出特性如图74(b)所示,p与U有良好的线性关系,但单值测量 范围仍为-π/2~π/2。为了将单值测量范围扩大到2π,电路上还需 采取附加措施
第 7 章 角度测量 当选取1/2U1 =U2时, 由矢量图 7.3(c)可求得: = − = + 2 1 sin 45 2 1 2 2 1 sin 45 2 1 2 2 1 1 1 U U U U d d 则输出 − − = + 2 sin 45 2 1 sin 45 1 Uo Kd U Kd U 输出特性如图7.4(b)所示, φ与Uo有良好的线性关系, 但单值测量 范围仍为-π/2~π/2。为了将单值测量范围扩大到 2π, 电路上还需 采取附加措施
第7章角度测量 K/lsn432|) 0π Ku, l sin(45 o a 图74相位检波器输出特性 (a)U2>>U/1;(b)U2=12U1
第 7 章 角度测量 图7.4 相位检波器输出特性 (a)U2>>U1 ; (b)U2=1/2U1 2 π Uo 2 π − 0 (a) (b) 2 π Uo 2 π − 0 Kd U1 si n (45 ＋ ) 2 ° Kd U1 si n (45 － ) 2 － °