测控电路设计与应用(3)

实验一差动放大器实验实验二信号放大电路实验实验三信号运算电路实验实验四电压比较器实验实验五电阻链分相细分实验实验六幅度调制及解调实验实验七移相电桥实验实验八脉宽调制电路实验实验九调频及鉴频实验实验十开关电容滤波器实验实验十一开关式相乘调制及解调实验实验十二精密全波整流及检波实验实验十三开关式全波相敏检波实验实验十四锁相环单元实验实验十五分频器单元实验实验十六锁相环应用实验––频率合成实验实验十七可控硅触发调压实验测控电路部分实验一差动放大器实验一、实验目的1．加深对差动放大器性能的理解。

2．学习差动放大器的主要性能指标的测试方法。

二、实验原理图1-1是差动放大器的实验电路图。

它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。

当 开关K 拨向左边时，构成典型的差动放大器。

调零电位器Rp 用来调节T 1，T 2管的静态工作点，使得输入信号U i ＝0时，双端输出电压Uo=0。

图1-1差动放大器实验电路图当开关K 拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。

它用晶体管恒流源代替发射极电阻Re ，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。

1．静态工作点的估算典型电路： （认为U B1=U B2≈0）；I C1=I C2=½I E 恒流源电路： ；C321C2C1I I I == 2．差模电压放大倍数和共模电压放大倍数当差动放大器的射极电阻R E 足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数A d 由输出端方式决定，而与输入方式无关。

双端输出：R E =∞，W 电位器在中心位置时，Pbe B CiOd R )1(21r R R U U A ββ+++-=∆∆=单端输出：diC1d1A 21U U A ==∆∆EBE EE E R U U I -≈||E3BEEE CC 212E3C3R U U U R R R I I -++≈≈|)|(d i C2d2A 21U U A -=∆∆=当输入共模信号时，若为单端输出，则有ECE p be B C iC1C2C12R R )2R R 2)(1(r R R U U A A -≈++++-=∆∆==ββ若为双端输出，在理想情况下 0U U A iOd2=∆∆=，实际上由于元件不可能完全对称，因此Ac 也不会绝对等于零。

测控电路课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握测控电路的基本原理、设计与应用，培养学生的动手实践能力和创新意识。

通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：（1）理解测控电路的基本概念、组成和分类；（2）掌握测控电路的设计方法及其在实际工程中的应用；（3）熟悉电路仿真软件的使用，提高电路分析和设计能力。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决测控电路实际问题；（2）具备使用仪器仪表进行电路调试和故障排查的能力；（3）能够运用电路仿真软件进行电路设计与验证。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对测控技术的兴趣，激发学生探索未知、创新思维的热情；（2）培养学生团队合作精神，提高沟通与协作能力；（3）培养学生具有良好的职业素养，树立正确的工程观念。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括测控电路的基本概念、测量与控制原理、电路设计与仿真、实际应用案例等。

具体安排如下：1.测控电路的基本概念：介绍测控电路的定义、组成和分类，使学生了解测控电路在工程中的应用。

2.测量与控制原理：讲解测控电路的测量原理、控制原理，让学生掌握测控电路的工作原理及其数学基础。

3.电路设计与仿真：教授电路设计方法，培养学生使用电路仿真软件进行电路分析与设计的能力。

4.实际应用案例：分析测控电路在实际工程中的应用案例，使学生能够将所学知识运用到实际问题中。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：讲解基本概念、原理和方法，使学生掌握测控电路的核心知识。

2.讨论法：学生针对实际案例进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。

3.案例分析法：分析典型应用案例，帮助学生了解测控电路在工程中的应用，提高学生的实践能力。

4.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手搭建和调试测控电路，培养学生的动手能力和创新意识。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的测控电路知识体系。

燕山大学测控电路课程设计说明书题目温度测控电路学院（系）：电气工程学院年级专业： XX医疗仪器X班学号： XXXXXXXXXXXX学生姓名： XXX指导教师： XX教师职称： XX燕山大学课程设计（论文）任务书说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

20xx年7月 2日燕山大学课程设计评审意见表目录第1章引言 (2)1.1温度测量系统的简介 (2)第2章温度测量仪的电路设计 (3)2.1 温度测量仪总体框图 (3)2.2 AD590集成温度传感器 (4)2.3 K—℃变换器 (6)2.4 放大器 (7)2.5 比较器 (8)2.6 报警电路设计 (9)2.7 电路原理图 (10)第3章仿真与制作 (11)3.1 电路的仿真 (11)3.2 仿真结果和其分析 (12)第4章课程设计总结 (13)附录元件清单 (14)参考文献 (15)第1章引言1.1温度测量系统的简介生活中有很多需要温度测量的地方比如热水器、电冰箱等温度测量系统就是必不可少的。

它包括了温度传感器、放大器、比较器、电阻、模拟电路实验箱、发光二极管、蜂鸣器等等。

其中温度传感器是一个热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管和蜂鸣器中所通过的电流，使其产生变化。

而后通过multisim 软件仿真的实现来使二极管发光以和使蜂鸣器报警，从而来实现温度预警。

温度的测量是生产生活中时常需要的工作，进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性和安全性、开发虚拟传感器和网络传感器测温系统等高科技的方向迅速发展。

Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics 简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

测控电路课程设计目录目录 (1)设计任务与要求 (3)1 .设计内容： (3)本小组选择的题目 (3)红外报警系统的设计与实现 (3)一、课设背景： (3)二、系统设计方案 (4)1、结构框图： (4)2、系统原理与原理图： (4)3、系统的功能 (4)三、传感器选择： (5)热释电红外传感器RE200B (5)选择的原因： (5)工作原理： (5)参数 (6)四、单元电路设计 (6)红外线采集接收电路 (6)红外线采集接收电路电路图 (6)信号的放大处理电路 (7)信号的放大处理电路电路图 (7)信号的比较电路 (7)信号的比较电路电路图 (7)信号的取反电路 (8)信号的取反电路电路图 (8)蜂鸣器报警电路 (8)五、元器件选择 (8)LM741 (8)LM339 (9)HD74LS00P与非门芯片 (10)六、电路接线图 (11)七、调试过程： (12)八、结果（数据、图表等） (12)光照度测量 (14)一、课设背景 (14)二、系统设计方案 (14)1、结构框图 (14)2、系统的功能 (15)3、系统原理与原理图 (15)三、单元电路设计 (15)1.Led发光和光电转换电路 (15)2.I/V转换放大输出电路以及数字表头显示电路 (16)3.比较电路及其发光报警电路 (16)电路接线图 (16)调试过程： (17)结果（数据、图表等） (17)设计任务与要求1.设计内容：室内环境参数测量及安防报警电路设计温度、湿度、照度测量与显示、报警电路设计；破门入室、破窗入室、室内防盗、火灾,燃气泄露等报警电路设计。

2.基本要求：用电路实现，不用软件；用数字表头实现测量值的显示；能够设置环境参数测量值报警上下限，并实现声、光报警；从1和2中各选一项完成；3.提高部分：完成1和2中功能或其它自选功能。

本小组选择的题目室内环境参数测量及安防报警电路设计：我们选择的是分别是光照度测量和红外报警系统的设计与实现。

实验报告课程名称测控电子技术实验名称测控电子技术课程实验实验日期2012.12.27—2012.12.30学生专业测控技术与仪器学生学号学生姓名实验室名称测控技术实验室教师姓名周严成绩南京理工大学机械工程学院实验一有源二阶低通滤波器的设计1、实验目的实验旨在锻练学生自行设计、调试有源二阶低通滤波器的能力，更深入地掌握巴特沃思型二阶有源低通滤波器的设计方法，直观了解巴特沃思型低通滤波器的频率特性，加深对巴特沃思逼近方式的理解。

2、实验内容设计一二阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器，要求截止频率f c=100Hz，增益A=1。

搭建并调试所设计的二阶有源低通滤波器，使电路的性能指标达到设计要求。

3、实验仪器设备1）双路直流稳压电源；2）双踪示波器；3）信号发生器；4）41/2位数字万用表；5）面包板。

4、实验电路设计及工作原理说明1）实验电路设计2）电路的工作原理说明5、实验步骤、现象、结果记录以及实验信息处理与分析1）实验步骤说明2）实验现象、结果记录表1.1 低通滤波器测试结果记录表3) 实验信息处理与分析（1）所设计滤波器的幅频特性、相频特性（3）评价所设计的滤波器性能6、思考题解答1）在设计元件参数时，为什么首先确定电容值？是否可以首先确定电阻值？2）在计算时为什么要求中间结果保留小数后6位？3）设计中采用的归一化系数B和C是怎样得到的？4）如果要设计指标相同的高通滤波器，电路形式应作何改动？5）设计指标相同的四阶无限增益多路反馈巴特沃思型有源低通滤波器，给出电路图并设计参数。

实验二多谐振荡器功能及指标的测试1、实验目的实验旨在使学生进一步了解基于电容充放电原理及比较器的多谐振荡器的工作原理及一般构成原则。

通过分析实验电路及实验操作，掌握积分器、比较器的工作原理，在此基础上掌握积分器及比较器在多谐振荡器中的应用，从中学习信号发生器的设计思想及工作原理。

2、实验内容分析所提供实验电路的工作原理及设计思路，搭建并调试实验电路，测试电路中规定测试点的波形，验证理论输出波形是否与实际相符；根据电路参数计算输出信号的频率值，测量输出信号的频率，验证理论值与实测值是否相符。

测控电路课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握测控电路的基本原理和应用，培养学生对测控电路的兴趣和好奇心，提高学生的实际操作能力和创新能力。

具体分为以下三个方面：1.知识目标：使学生了解测控电路的基本概念、组成原理和功能，理解测控电路在实际工程中的应用，掌握测控电路的基本分析和设计方法。

2.技能目标：培养学生运用测控电路解决实际问题的能力，能独立进行测控电路的安装、调试和维护，具备一定的实验操作技能。

3.情感态度价值观目标：激发学生对测控电路的热爱和兴趣，培养学生勇于探究、创新的精神，使学生认识到测控电路在现代社会中的重要地位和作用。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括测控电路的基本原理、组成要素、功能及其在实际工程中的应用。

具体安排如下：1.教材章节：根据人教版《电子技术》第五章第三节“测控电路”进行教学。

2.教学内容：（1）测控电路的基本概念：介绍测控电路的定义、分类及其在工程中的应用。

（2）测控电路的组成原理：讲解测控电路的组成要素，包括传感器、信号处理电路、执行器等，以及它们之间的关系。

（3）测控电路的功能：介绍测控电路在自动控制、信号处理等方面的功能和作用。

（4）测控电路的分析与设计方法：讲解测控电路的分析与设计方法，包括系统建模、系统分析、控制器设计等。

（5）测控电路的实际应用案例：介绍测控电路在工业生产、科学研究等领域的实际应用案例。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行教学，具体如下：1.讲授法：教师对测控电路的基本概念、组成原理、功能及应用进行系统的讲解，使学生掌握测控电路的基本知识。

2.案例分析法：通过分析实际应用案例，使学生了解测控电路在工程中的应用和价值。

3.实验法：安排课堂实验，让学生亲自动手进行测控电路的安装、调试和维护，提高学生的实际操作能力。

4.讨论法：学生进行分组讨论，分享学习心得和经验，培养学生团队合作精神和沟通能力。

测控电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握测控电路的基本原理，理解常见传感器的工作机制；2. 使学生了解测控电路在工程领域的应用，熟悉各类测控系统的组成；3. 帮助学生掌握模拟、数字信号处理的基本方法，提高数据采集、处理和分析的能力。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计简单的测控电路，具备实际操作和调试的能力；2. 提高学生利用测控设备进行数据采集、处理和分析的技能，具备解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，提高项目执行和项目管理水平。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对测控技术领域的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 引导学生关注测控技术在现实生活中的应用，提高社会责任感和使命感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，树立正确的价值观。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。

通过本课程的学习，使学生不仅掌握测控电路的基本知识和技能，还能在实际应用中发挥所学，为我国测控技术的发展贡献自己的力量。

同时，注重培养学生的团队协作能力和创新精神，提升其综合素质。

二、教学内容1. 测控电路基本原理：介绍传感器的工作机制、信号转换方法，分析常见传感器的特点及应用场景。

教材章节：第一章 测控电路基础2. 常见测控电路设计：讲解模拟电路、数字电路的设计方法，分析典型测控电路的原理和功能。

教材章节：第二章 常见测控电路设计3. 数据采集与处理：介绍数据采集系统组成、工作原理，讲解模拟信号、数字信号处理方法。

教材章节：第三章 数据采集与处理4. 测控系统应用案例分析：分析实际工程中的测控系统案例，讲解其设计思路、实施步骤及优化方法。

教材章节：第四章 测控系统应用案例5. 测控电路实践：组织学生进行实际操作，设计简单的测控电路，进行数据采集、处理和分析。

教材章节：第五章 测控电路实践6. 项目管理与团队协作：培养学生项目管理意识，提高团队协作能力，完成课程设计任务。

测控电路的课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握测控电路的基本原理、电路组成、信号处理方法等。

技能目标要求学生能够运用测控电路解决实际问题，具备一定的实验操作能力和分析能力。

情感态度价值观目标要求学生培养对测控电路的兴趣和好奇心，树立科学思维和创新意识。

通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。

学生将能够：1.描述测控电路的基本原理和电路组成；2.解释信号处理方法和测控电路在实际应用中的作用；3.运用测控电路解决简单实际问题；4.进行实验操作，分析实验数据，提出合理结论；5.培养对测控电路的兴趣和好奇心，树立科学思维和创新意识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括测控电路的基本原理、电路组成、信号处理方法以及在实际应用中的案例。

1.测控电路的基本原理：介绍测控电路的核心元件、工作原理和性能指标；2.电路组成：讲解测控电路的各个组成部分及其作用；3.信号处理方法：阐述信号的采集、处理和显示方法；4.实际应用案例：分析测控电路在工程、科研等领域的应用实例。

教学大纲将按照以下顺序进行教学：1.测控电路的基本原理；2.电路组成及其功能；3.信号处理方法；4.实际应用案例分析。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：教师通过讲解测控电路的基本原理、电路组成和信号处理方法，使学生掌握相关知识；2.讨论法：学生分组讨论实际应用案例，培养分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析测控电路在实际应用中的案例，使学生了解测控电路在工程和实践中的应用价值；4.实验法：学生动手进行实验操作，培养实验技能和科学思维。

四、教学资源本课程将充分利用教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等，以支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的知识体系；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识面；3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，帮助学生形象地理解抽象概念；4.实验设备：提供充足的实验设备，保证每位学生都能动手实践。

用悬臂梁式传感器设计电子天平1.设计思路1）设计要求设计一个电子天平，量程为0 ～ 1.999Kg，传感器采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片）。

显示电路采用共阳极数码管。

3位半A/D转换电路感器测量范围是0 ～ 2kg，灵敏度为1mV/V。

电源电压±12V或±15V。

（在电路设计过程中应考虑电路抗干扰环节、稳定性。

选择低失调电压，低漂移，高稳定性，经济性的芯片。

电路中还应有调零和调增益的环节；才能保证电子电平没有称重时显示零读数；测压力时读数正确反映被测压力。

）2）思路：质量是测量领域中的一个重要参数，作为重量测量仪器，由压力传感器制作的电子秤已广泛地应用到各行各业,本次设计采用悬臂梁式称重传感器设计电子天平。

所称物体产生的压力有应变片传递给测量电路，在经过滤波放大电路输出给A/D转换器，最后由LED显示出所称物的重量。

硬件则以半桥传感器为主,称重传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。

所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。

然后，A/D 转换的结果显示出来。

2.单元电路设计方案2.1半桥电子秤的任务分析与实现合理的将电阻丝应变片粘贴到悬臂梁上，并接入电桥测量电路，相对的桥臂受力相同，相邻的桥臂受力相反，其中一对受拉力作用，另一对受压力作用。

由于电阻丝在称重物作用下发生变形时，引起电阻值变化，从而引起输出电压发生变化，即电桥的输出电压反映称重物的质量。

由于输出电压很小，一般都在毫伏级，所以传感器测出的信号要经过放大电路放大处理成为符合A/D输入范围的电信号后进入A/D转换器，最后由LED显示器显示。

大概的原理框图主要由以下五个部分组成：传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等组成。

测量部分:用半桥传感器和振动台实现从非电量（质量）到电量（电压）的转换即。

放大滤波电路：主要指由双运放组成的运算放大电路。

由于半桥传感器的输出电压比较小，只有几个毫伏，而A/D转换器要求的电压在零到几伏之间,故运用运算放大电路将电压信号放大到所要求的的范围。