变压器式电桥电路（调幅电路）

变压器电桥电路是交流电桥电路中应用较n多的一种，图7．11为使用变压器电桥作为差动变极距型电容式传感器的测量电路的组成方框图。图中C1和C2表示为传感器的两个电容，另外两个桥臂分别由电源变压器两个参数相同的次级线圈的副半边担任，该电路具有使用元件少，桥路阻抗小等优点。电桥由高频振荡器产生的高频交流电源供电。

图7．11 电容式传感器的测量电路—变压器电桥电路（调幅电路）的组成方框图

当交流电桥处于平衡位置（即传感器的动极板处于中间位置，Δx＝0）时，C1＝C2，若忽略电容器的内阻，则上、下两个电容器的容抗相等，即Z1＝Z2＝Z0。由图7．11可知，此时变压器电桥的输出为

当动极板向上移动，上面电容器的容抗减小为Z0－ΔZ1，而下面电容器的容抗增大为Z0＋ΔZ2，当动极板的位移Δx＜d0时，可近似认为ΔZ1＝ΔZ2＝ΔZ，则由式（7．29）可得

同理，当动极板向下移动时，上面电容器的容抗增大为Z0＋ΔZ，而下面电容器的容抗减小为Z0－ΔZ，此时输出电压为

由式（7．30）和式（7．31）可知，变压器电桥的输出为被测位移信号（调制信号）与高频电源信号（载波信号）相乘，是一个具有被测位移Δx的包络线的交流调幅信号，因此变压器电桥电路又称为调幅电路。

变压器电桥的输出电压为交流信号，使用普通的交流电压表只能测量其幅值而不能测量相位，即只能反映位移Δx的大小而不能反映位移的方向，而且变压器电桥的输出阻抗很高，输出电压幅值很小，难以直接测量。因此，通常使用高输入阻抗的放大器将变压器电桥的输出调幅波放大之后，再使用相敏检波电路进行解调以得到Δx的包络线，最后使用滤波器滤去高频载波分量，从而得到放大后的位移包络线Δx′，其原理如图7．11所示。