仪器仪表电路课设报告
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电工电子学实验报告常用电子仪器的使用 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】电工电子学实验报告04常用电子仪器的使用实验报告课程名称:电工电子学实验指导老师:实验名称:常用电子仪器的使用一、实验目的 1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。
2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。
二、主要仪器设备型双踪示波器。
型交流电压表。
数字函数信号发生器。
型可调式直流稳压稳流电源。
Ω电阻和μ F 电容各一个。
三、实验内容 1.用示波器检测机内“校正信号”波形首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示,即Y 1 (CH1)或Y 2 (CH2),“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。
开启电源开关后,调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。
将示波器的“校正信号”引入上面选定的 Y 通道(CH1 或 CH2),将Y 轴“输入耦合方式开关” 置于“AC”或“DC”,调节X 轴“扫描速率选择开关”(t/div 或t/cm)和Y 轴“轴入灵敏度开关(V/div 或V/cm)”,并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置,使示波器显示屏上显示出约两个周期,垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。
从示波器显示屏的坐标刻度上读得 X 轴(水平)方向和Y 轴(与 X 轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值),填入表4-1,并计算出对应的实测值。
校正信号标称值示波器测得的原始数据测量值幅度U P-P 4div div 频率f 1000Hz 5div div 1000Hz 表4-1 观察“Y 轴输入灵敏度微调开关”和“X 轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时,屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。
百度文库- 让每个人平等地提升自我实验报告课程名称:电工电子学实验指导老师:实验名称:单向交流电路一、实验目的1.学会使用交流仪表(电压表、电流表、功率表)。
2.掌握用交流仪表测量交流电路电压、电流和功率的方法。
3.了解电感性电路提高功率因数的方法和意义。
二、主要仪器设备1.实验电路板2.单相交流电源(220V)3.交流电压表或万用表4.交流电流表5.功率表6.电流插头、插座三、实验内容1.交流功率测量及功率因素提高按图2-6接好实验电路。
图2-6(1)测量不接电容时日光灯支路的电流I RL和电源实际电压U、镇流器两端电压U L、日光灯管两端电压U R及电路功率P,记入表2-2。
计算:cosφRL= P/ (U·I RL)=测量值计算值U/V U L/V U R/V I RL/A P/W cosφRL219 172 112表2-2专业:姓名:学号:__ _日期:地点:(2)测量并联不同电容量时的总电流I和各支路电流I、I及电路功率,记入表2-3。
并联电容C/μF测量值计算值判断电路性质(由后文求得) I/A I C/A I RL/A P/W cosφ电感性1 电感性电感性电感性电感性电感性表2-3注:上表中的计算公式为cosφ= P/( I ·U),其中U为表2-2中的U=219V。
四、实验总结1.根据表2-2中的测量数据按比例画出日光灯支路的电压、电流相量图,并计算出电路参数R、R L、X L、L。
如图,由于I RL在数值上远远小于各电压的值,因而图中只标明了方向,无法按比例画出。
另外,此处I RL是按照U R的方向标注的。
(如若按照cosφRL=,得I RL与U的夹角φRL=-63°,则I RL与U R的方向有少许差别,这会在后文的误差分析中具体讨论。
)R=U R/I RL= Ω据图得U L与I RL夹角为81°,则得:R L+jX L=Z=U L/I RL=+ j因而得:R L= ΩX L= ΩL= X L/2пf= H2.根据表2-3的数据,按比例画出并联不同电容量后的电源电压和各电流的相量图,并判别相应电路是电感性还是电容性。
前言 (4)实验1 电阻、电容、电压和电流的测量 (5)一、实验目的 (5)二、原理说明 (5)三、实验任务 (5)四、实验仪器设备 (7)五、预习思考及注意事项 (7)六、实验报告要求 (7)实验2 电压源、电流源及其等效转换 (8)一、实验目的 (8)二、原理说明 (8)三、实验任务 (8)四、实验仪器设备 (9)五、预习思考及注意事项 (10)六、实验报告要求 (10)实验3 仪表内阻对测量的影响 (10)一、实验目的 (10)二、原理说明 (10)三、实验任务 (11)四、实验仪器设备 (11)五、预习思考及注意事项 (12)六、实验报告要求 (12)实验4 受控源的特性测试 (12)一、实验目的 (12)二、原理说明 (12)三、实验任务 (13)四、实验仪器设备 (14)五、预习思考及注意事项 (14)六、实验报告要求 (14)实验5 叠加定理、替代定理的验证 (14)一、实验目的 (14)二、原理说明 (14)三、实验任务 (15)四、实验仪器设备 (15)五、预习思考及注意事项 (15)六、实验报告要求 (16)实验6 直流电路的戴维南等效和诺顿等效 (16)一、实验目的 (16)二、原理说明 (16)三、实验任务 (16)四、实验仪器设备 (17)五、预习思考及注意事项 (17)六、实验报告要求 (17)实验7 交流电路中基本参数电阻、电感和电容的测量 (17)二、原理说明 (18)三、实验任务 (18)四、实验仪器设备 (19)五、预习思考及注意事项 (19)六、实验报告要求 (19)实验9 交流无源一端口网络等效参数的测定 (20)一、实验目的 (20)二、原理说明 (20)三、实验任务 (21)四、实验仪器设备 (22)五、预习思考及注意事项 (22)六、实验报告要求 (22)实验8 非线性元件特性曲线的测定及曲线绘制 (22)一、实验目的 (22)二、原理说明 (22)三、实验任务 (23)四、实验仪器设备 (24)五、预习思考及注意事项 (24)六、实验报告要求 (24)实验10 功率测量及功率因数的提高 (25)一、实验目的 (25)二、原理说明 (25)三、实验任务 (25)四、实验仪器设备 (26)五、预习思考及注意事项 (26)六、实验报告要求 (26)实验11 单相变压器的特性测试 (26)一、实验目的 (26)二、原理说明 (27)三、实验任务 (27)四、实验仪器设备 (28)五、预习思考及注意事项 (28)六、实验报告要求 (28)实验12 互感的测量 (28)一、实验目的 (28)二、原理说明 (28)三、实验任务 (31)四、实验仪器设备 (31)五、预习思考及注意事项 (31)六、实验报告要求 (31)实验13 三相电路的相序、电压、电流及功率测量 (32)一、实验目的 (32)二、原理说明 (32)四、实验仪器设备 (34)五、预习思考及注意事项 (34)六、实验报告要求 (35)综合实验1 一阶RC电路的暂态响应 (35)一、实验目的 (35)二、实验原理 (35)三、实验内容 (38)四、实验设备 (40)五、预习思考及实验注意事项 (40)六、实验报告 (41)综合实验3 二阶RLC串联电路的暂态响应 (41)一、实验目的 (41)二、原理说明 (41)三、实验任务 (45)四、预习思考及注意事项 (46)五、报告要求 (47)综合实验专题2 供电电路及最大功率传输 (48)一、工程应用示例 (48)二、相关电路原理 (48)三、研究内容或设计目标 (48)四、研究方案和计划 (49)五、研究报告 (50)提示1:阻抗匹配与最大功率传输的软件仿真以及阻抗变换电路的设计方法 (50)提示2:三相电路的软件仿真研究中构造三相电源的方法 (51)提示3:参考变压器特性、日光灯功率测量以及三相电路测量等操作实验 (52)综合实验专题5 裂相电路 由单相电压转变为三相电压的电路设计 (52)一、研究目的 (52)二、相关原理 (52)三、研究内容或设计目标 (53)四、预习思考及注意事项 (53)五、报告要求 (53)附录B MS8200G数字多用表 (54)一、概述 (54)二、主要技术指标 (54)三、面板结构 (56)四、使用说明 (56)前言《电路实验教程》是针对电类专业本科生电路实验课程编写的教学用书。
《低压电气控制实训》课程实训报告一、实训目的1、通过专项训练,使学生对常用的电工工具、仪器仪表的使用,一般配电工程、照明工程、动力工程的安装使用以及电工安全作业获得基本训练,掌握其中的一些基本知识并有一定的感性认知。
2、通过实训树立正确的劳动观念,发扬理论联系实际、精益求精的科学作风和实事求是的工作态度,为今后从事生产、发展事业打下必要的良好的技能基础。
二、实训的要求1.掌握电气元件的结构、工作原理及在电路中的作用;2、学会识读电气控制电路图,并能熟练地分析各种控制电路的工作原理;3、掌握按电气图装接电路的技能和工艺要求;4、学会利用万用表检查电气元件、主电路、控制电路的方法,并根据检查结果或故障现象判断故障位置;5、通过对三相异步电机正转、反转、停机控制等线路的安装接线,掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法;6、掌握电源电路电能测量的四种接线方案,学会电能表的接线方法与保护电路的设置方法;7、加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解;8、学会分析、排除电源电路、主电路、控制电路故障的方法。
三、实训内容1、练习电源电路、主电路、控制电路的接线方案和电路工作原理;2、训练根据电源电路布置与电能测量的四种方案接线;3、训练三相异步电机正转、反转、停机等接线方案;4、训练利用万用表检查电气元件、主电路、控制电路的方法;并根据检查结果或故障现象判断故障位置,修复电路排除故障。
四、实训过程要求1.纪律要求不准穿裙子、西服、皮鞋,实训期间必须穿工作服(或学生服)、胶底鞋;注意安全、遵守实训纪律,做到有事请假,不得无故不到或随意离开;实训过程中要爱护实训器材,节约用料。
2.工艺要求(1)检验器材质量在不通电的情况下,用万用表或肉眼检查各元器件各触点的分合情况是否良好;用手感觉熔断器在插拔时的松紧度,及时调整瓷盖夹片的夹紧度;检查按钮中的螺丝是否完好,是否滑丝;检查接触器的线圈电压与电源电压是否相符。
电气课程设计任务书一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电路的基本原理,理解并能够运用欧姆定律、基尔霍夫电压定律等基本电路分析方法。
2. 使学生了解常见电气元件的原理、功能及其在电路中的应用,如电阻、电容、电感等。
3. 引导学生理解并掌握电气设备的安装、调试与维护方法。
技能目标:1. 培养学生具备独立设计简单电路的能力,能运用所学知识解决实际电路问题。
2. 提高学生实际操作电气设备的能力,能够正确使用仪器、仪表进行测量与调试。
3. 培养学生团队协作能力,能够与他人共同完成复杂电路的设计与搭建。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电气工程领域的兴趣,激发学习热情,形成积极的学习态度。
2. 培养学生严谨、细致的科学精神,注重实践与创新,养成良好的学习习惯。
3. 引导学生关注电气技术在生活中的应用,认识到电气技术对社会发展的重要性,树立正确的价值观。
课程性质分析:本课程为电气工程领域的基础课程,旨在让学生掌握基本电路原理、电气元件及其应用,培养实际操作能力。
学生特点分析:学生处于初中阶段,对电气知识有一定的基础,好奇心强,喜欢动手实践,但理论知识相对薄弱。
教学要求:1. 注重理论与实践相结合,强调实际操作能力的培养。
2. 采用启发式教学,引导学生主动探究,激发学习兴趣。
3. 关注学生个体差异,因材施教,使每个学生都能在课程中收获成长。
二、教学内容1. 电路基本原理:包括电流、电压、电阻的概念,欧姆定律及其应用,电路的串联与并联特性。
教材章节:第一章 电路基础2. 电气元件:介绍电阻、电容、电感等常见元件的工作原理、分类及其在电路中的应用。
教材章节:第二章 电气元件3. 基本电路分析方法:包括节点电压法、网孔电流法、基尔霍夫定律等。
教材章节:第三章 电路分析方法4. 电路设计与搭建:培养学生设计简单电路的能力,进行实际操作,学会使用仪器、仪表进行测量与调试。
教材章节:第四章 电路设计与实践5. 电气设备安装、调试与维护:介绍电气设备的安装、调试方法,常见故障分析与维护技巧。
模电常用仪器仪表使用实验心得模拟电子学是电子工程中的一门重要课程,实验是理论知识的重要补充和巩固。
在模拟电子学实验中,常用的仪器仪表起着至关重要的作用。
本文将结合个人的实验经验,就模拟电子学常用仪器仪表的使用心得进行总结和分享。
一、示波器示波器是模拟电子学实验中最常用的仪器之一。
在实验中,示波器的主要功能是观察和分析电路中的信号波形。
在使用示波器时,首先需要调节水平和垂直控制,使波形清晰可见。
其次,需要选择合适的时间和电压刻度,以便更好地观察信号的细节。
此外,示波器的触发功能也非常重要,能够帮助我们稳定地观察到波形。
总的来说,熟练掌握示波器的使用方法,能够更准确地分析电路中的信号特性。
二、信号发生器信号发生器是模拟电子学实验中用于产生各种类型和频率的信号的仪器。
在实验中,信号发生器的主要功能是提供输入信号,以测试电路的性能。
在使用信号发生器时,首先需要调节输出波形的类型和频率。
然后,根据实验需求,选择合适的幅度和偏置。
此外,还需要注意信号发生器的输出阻抗和负载匹配,以确保信号能够准确地传递到被测电路中。
总之,信号发生器是模拟电子学实验中不可或缺的仪器,熟练掌握其使用方法对于实验的顺利进行至关重要。
三、多用表多用表是模拟电子学实验中常用的测量仪器,可以测量电压、电流、电阻等参数。
在实验中,多用表的使用方法相对简单,但也需要注意一些细节。
首先,要选择合适的量程,以保证测量结果的准确性。
其次,需要正确连接被测电路与多用表的探头,确保电路的连通性。
在测量过程中,还需注意避免电路短路或开路,以免对电路产生影响。
总的来说,多用表是模拟电子学实验中必备的测量工具,我们应该熟练掌握其使用方法,以确保实验结果的准确性。
四、电源电源是模拟电子学实验中为电路提供稳定直流电压或交流电压的设备。
在使用电源时,首先需要选择合适的电压和电流输出,以满足被测电路的需求。
其次,要确保电源的输出稳定性,避免产生杂散信号或干扰。
在连接电源和电路时,要注意正确接线,确保电路的安全性。
仪器仪表管理1.题目要求Ⅰ.【要求】系统功能的基本要求:(1)新的仪器仪表信息的录入;(2)在借出、归还、维修时对仪器仪表信息的修改;(3)对报废仪器仪表信息的删除;(4)按照一定的条件查询符合条件的仪器仪表信息;查询功能至少应该包括仪器仪表基本信息(如仪器仪表名字、仪器仪表编等)的查询、按时间点(借入时间、借出时间、归还时间)查询等(5)对查询结果的输出。
【提示】数据结构采用结构体。
仪器仪表信息包括仪器仪表名、仪器仪表编号、购买时间、借入时间、借出时间、归还时间、维修时间、状态信息(0代表可借出,1代表已借出,2代表正在维修)等。
Ⅱ.需求分析根据题目要求,需要把仪器仪表信息的的数据存储在文件里,所以需要提供文件的输入输出等操作;在程序中要提供修改,删除,查找等操作;另外还应该提供键盘式选择菜单实现功能选择。
2.功能实现设计2.1总体设计系统功能模块图2.2详细设计1.主函数主函数一般设计得比较简洁,只提供输入输出和功能处理的函数调用。
其各功能模块用菜单方式选择。
本题将main()函数体的界面选择部分语句单独抽取出来作为一独立函数,目的在于系统执行完每部分功能模块后能够方便返回到系统界面。
【程序】main(){menu();}菜单部分设计如下:【流程图】N【程序】main(){menu();}void menu(){int w,n;do{system("cls");printf("\t\t WELCOME TO THE EQUIPMENT MANAGEMENTSYSTEM\n\n\n");printf("\n\n\t\t====================******======= =============\n\n\n");printf("\t\t\t1:Add message of new equipmen\n\n");printf("\t\t\t2:Load the message of all equipment\n\n");printf("\t\t\t3:Correct the message of equipment\n\n");printf("\t\t\t4:Ddlete the message of broken equipment\n\n");printf("\t\t\t5:Search the message of equipment\n\n");printf("\t\t\t6:Search of all the equipment\n\n");printf("\t\t\t7:Exit\n");printf("\n\n\t\t====================******====== ==============\n\n\n");printf("Please choice your number:[ ]\b\b");scanf("%d",&n);if(n<1||n>7) w=1;else w=0;}while (w==1);/****************选择功能****************/switch(n){case 1:add_new_message();break;/*添加模块*/case 2:load_record();break;/*显示模块*/case 3:modify();break;/*修改模块*/case 4:delete();break;/*删除模块*/case 5:search();break;/*查询模块*/case 6:statistic();break;/*统计模块*/case 7:exit(0);break;/*退出模块*/}}2.各功能模块设计(1)添加模块【数据结构】【分析】单独看各数据信息,仪器仪表名是字符型,可采用字符型数组;仪器仪表编号、购买时间、借入时间、借出时间、归还时间、维修时间应采用实型;状态信息是整数,采用整型。
仪器仪表电路课程设计⽬录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计任务 (1)1.3 设计要求 (2)2 ⽅案确定 (3)2.1 ⽅案⼀ (3)2.2 ⽅案⼆ (4)3 ⽅案设计及其仿真 (5)3.1 震荡电路的设计 (5)3.2 数据放⼤器 (7)3.3 正弦波转换为⽅波电路 (9)3.4 移相器电路 (10)3.5 开关式相敏检波电路 (12)3.6 低通滤波器电路 (14)3.7 可调直流放⼤电路 (15)3.8 总电路图及其仿真 (16)4 误差分析 (18)4.1 设计中存在的误差 (18)4.2 针对误差采取的措施 (18)5 元件清单 (19)6 ⼩结体会 (20)参考⽂献 (20)附录电路原理图第⼀章绪论1.1 概述我们⽣活在⼀个充满着信息的时代,在⼯业和科技领域信息主要是通过测量获得,在现代⽣产中,物质和能量在信息流指挥和控制下运动。
在我们的⽇常⽣活中,测控技术扮演着⾮常重要的⾓⾊。
测控系统主要是传感器,测量放⼤电路和执⾏机构三个部分组成,⽽在测控系统中测量变换电路是最灵活的部分。
它的选取往往改变了整个系统性能的优劣。
所以,学习并领悟测控电路就显得⼗分重要了,《仪器仪表电路》是我们测控技术与仪器专业的⼀门专业技能课,能够运⽤基本测控电路知识解决⽇常⽣活中的⽅⽅⾯⾯问题也应该是本专业学⽣的基本素质,也鉴于这些要求,做⼀些关于测控⽅⾯的课程设计就会让我们加深对技术的理解和运⽤,也正是因为对⼀些实际问题的研究,才能使我们能够对所学知识有了更深的理解与认识。
1.2 设计任务初始条件:某差动变压器传感器⽤于测量位移,当所测位移在0 —20mm范围时(铁芯由中间平衡位置往上为正,往下为负),其输出的信号为正弦信号0—40mVP-P (如图所⽰),要求将信号处理为与位移对应的0--2V 直流信号,以便供三位半数显表头显⽰。
图1.1 差动变压器5 KHz 正弦交流驱动信号长线输出正弦 0-40mVP-P0--铁芯○○○○1.3设计要求传感器在测量现场,(1)⽤长线将信号引出到信号处理单元,因此要考虑抑制共模信号;(2)由于测量现场⼯况复杂且传感器输出信号由长线引出到后续处理电路,要考虑抑制⼲扰信号;(3)由于两次级线圈⼏何、电、磁等因素的不对称,即使铁芯处于中间位置,也得不到零输出,总存在驱动信号的正交输出或⾼频输出,在电路上还要考虑抑制差动变压器的这⼀所谓零点残余电压。
控制仪器与仪表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解控制仪器与仪表的基本原理,掌握常见仪表的工作方式和功能。
2. 学生能够描述控制系统的基本构成,了解各部分在系统中的作用和相互关系。
3. 学生能够识别并解释控制系统中常用的图形符号和标准。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,进行简单的控制系统的设计、安装和调试。
2. 学生能够使用相关工具和仪器,进行控制参数的测量,并分析测量结果。
3. 学生通过实践操作,培养解决实际工程问题的能力和动手能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够发展对控制工程领域的兴趣,培养探究精神和创新意识。
2. 学生通过小组合作完成项目,增强团队合作意识和沟通能力。
3. 学生在学习过程中,树立正确的工程观念,认识到技术发展对社会的积极影响。
分析课程性质、学生特点和教学要求:本课程旨在帮助学生建立控制工程的基础知识体系,结合学生的年级特点,注重理论与实践相结合。
课程性质偏向应用技术,强调学生对控制系统的理解与应用能力。
针对学生的学习特点,课程目标分解为具体的知识与技能点,以成果为导向,促进学生的主动学习和实践操作能力。
在教学过程中,注重培养学生的科学态度和工程伦理,使其在学习中形成积极的情感态度和价值观念。
二、教学内容1. 控制系统基本原理:包括反馈与闭环控制、开环控制系统的概念,控制系统的数学模型,稳定性分析基础。
- 教材章节:第1章 控制系统概述,第2章 控制系统的数学模型。
2. 常见控制仪表及其工作原理:介绍模拟和数字控制器、执行器、传感器等,及其在控制系统中的应用。
- 教材章节:第3章 控制仪表与装置。
3. 控制系统设计与实现:涵盖控制系统的设计步骤、控制器参数整定、系统调试方法。
- 教材章节:第4章 控制系统设计方法,第5章 控制器设计与实现。
4. 控制系统仿真与实验:利用软件工具进行控制系统的模拟,以及实验室中的实际操作。
- 教材章节:第6章 控制系统仿真,第7章 控制系统实验。
课程设计报告课程名称:模拟电子技术基础设计名称:带前置放大的音频功率放大器姓名:学号:班级:日期:摘要本电路设计采用前置放大电路和音频功率放大电路相结合的放大模式,前者采用有“运放之皇”的NE5532对电压进行放大,后者采用性能优良的LM386对电压和电流放大,给音响放大器的负载(扬声器)提供一定的输出功率。
当负载一定时,希望输出的功率尽可能大,输出的信号的非线形失真尽可能的小,效率尽可能的高。
在前置放大和功放之间加上一个滑动变阻,就保证了音量可调,在滑动变阻器之前再加上一足够大电阻,这样保证了信号不失真。
除此之外,加上相应的旁路电容又使得电路具有杂音小,有电源退偶,无自激等优点。
根据实例电路图和已经给定的原件参数,使用multisim10软件模拟电路,并对其进行静态分析,动态分析,显示波形图,计算数据等操作。
关键词: NE5532 LM386 性能优良音量可调杂音小目录一、设计的目的及任务1.1设计的目的1.2 设计的任务及要求二、电路设计总方案及原理框图2.1原理框图2.2电路设计方案三、各组成部分的工作原理3.1.1弱信号前置放大级电路图3.1.2前置放大电路图工作原理3.2.1音频功率放大电路图3.2.2音频功率放大电路的工作原理四、电路仿真4.1 设计的总电路图4.2应用Multisim 11进行的仿真结果五、电路的安装及调试六、电路的实验结果七、实验总结八、仪器仪表明细清单参考文献一、设计的目的及任务1.1设计的目的1,了解音频放大电路的形成和用途。
2,掌握音频放大电路的一种实现方法。
3,提高独立设计电路和验证试验的能力。
4,熟悉运用Multisim 11软件进行仿真,学会焊接技术。
1.2 设计的任务及要求前置放大器的放大倍数为10 倍,使用单电源低噪声集成运放NE5534、OP-27A,功率放大采用LA4100、或LM386、或其他型号。
音量可调,杂音小,有电源退耦,无自激。
二、电路设计总方案及原理框图2.1原理框图图1系统原理框图2.2电路设计方案根据推任务要求,设计总电路需要弱信号前置放大级电路和功率放大电路两个基本电路,其中前置级主要完成小信号的电压放大任务;功率放大级则实现对信号的电压和电流放大任务。
目录第一章绪论 (2)1.1概论 (2)1.2课设任务 (2)第二章方案论证及选择 (3)第三章单元电路设计 (6)3.1放大电路设计 (6)3.2相敏检波电路设计 (6)3.3低通滤波器设计 (7)3.4直流放大器设计 (8)第四章电路仿真(部分) (9)5.1开关式相敏检波电路仿真 (9)5.2低通滤波器仿真 (9)5.3总电路功能结果仿真 (10)第五章元器件清单 (11)第六章小结 (13)参考文献第一章绪论1.1概论测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。
最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要,对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟,对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。
现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段,随着科技的发展,测控技术进入了全新的时代。
自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测控和仪器仪表技术领域,便使该领域的面貌不断更新。
相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化仪器,都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势,从而既增加了测量功能,又提高了技术性能。
由于信号被采集变换成数字形式后,更多的分析和处理工作都由计算机来完成,故很自然使人们不再去关注仪器与计算机之间的界限。
近年来,新型微处理器的速度不断提高,采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术,又极大提高了计算机的数值处理能力和速度。
在数据采集方面,数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新,也有效地加快了数据采集的速率和效率。
与计算机技术紧密结合,已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。
对微机化仪器作一具体分析后,不难见,配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能,实质上相当于一台多功能的通用测量仪器。
测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头,是光学、精密机械、电子、电力、自动控制、信号处理、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。
它的涉及面广,小到生产过程自动控制,大到火箭卫星的发射及监控。
由于对自动控制及精度的严格要求,测控技术与仪器成为不可或缺的专业。
1.2课设任务测控系统由传感器、电路和执行机构组成。
电路时测控系统中最为灵活的部分。
可以通过改变电路,达到获得不同信号的目的。
此次课设任务就是着重于此。
具体任务为:某差动变压器传感器用于测量位移,当所测位移在0 —±20mm范围时(铁芯由中间平衡位置往上为正,往下为负),其输出的信号为正弦信号0—40mVP-P,要求将信号处理为与位移对应的0--±2V直流信号。
第二章 方案论证及选择课设任务是将0-40mVpp 转化为0--±2V 的直流电,参考0 — ±20mm 的位移移动,故要考虑正反相的问题。
故要在整体电路中考虑相敏检波电路。
故整体思路是由正弦振荡电路激发电路工作,将输出通过放大电路进行信号放大,再进入相敏检波电路进行判断正负,最后进入滤波器去除噪声。
每块单元电路都有不同类型的电路可供选择。
正弦振荡电路:(1)、RC 正弦波振荡电路:桥式振荡电路、双T 网络式和移相式振荡电路等类型;(2)、LC 振荡电路等。
放大电路:(1)、反相放大电路;(2)、同相放大电路;(3)差动放大电路;(4)、高共模抑制比放大电路等等。
相敏检波电路:(1)、相乘式相敏检波电路;(2)、相加式相敏检波电路。
低通滤波器:(1)、一阶滤波;(2)、压控电压源型滤波;(3)、无限增益多路反馈型滤波等。
选择了以下两种方案:方案一:整体电路图如下: 传感器 差分仪放电路 相加式相敏检波压控电压源低通滤波器0~ ±2V桥式振荡电路 微分电路图2-1 方案一整体电路图方案二:方案一和方案二都可以实现正弦信号0—40mVP-P ,要求将信号处理为与位移对应的0--±2V 直流信号。
方案一中RC 正弦桥式振荡器作为激发电路,但是在实际操作中,由于软件的原因不能正常输出,及时正常输出信号不稳定,故选择了Mulsitim 软件中信号发生器输出5000Hz 、20mv 的信号。
相乘式相敏检波电路具有可以鉴别调制信号相位,区别信号与噪声的能力。
在开关式相敏检波电路中加入参考信号方波使用芯片提高方波输出的精准度。
综合考虑,方案二电路简单,同样能达到目的。
故选择方案二。
整体电路图如下: 传感器 反相放大电路 开关式相敏检波压控电压源低通滤波器0~ ±2V 正弦信号发生器 反相放大电路电路图2-2 方案二整体电路图第三章单元电路设计3.1放大电路设计图3-1放大单元设计电路图本单元输入Ui=20mv,设定放大50倍,运用反相放大电路,则闭环增益:Kf=-R2/R1 (3-1) 式中R2=R4=5kΩ,R1=R2=0.1kΩ,Kf=-50反相增大50倍。
同理串联一个增益为-1的反相放大器。
最终成功放大50倍。
3.2相敏检波电路设计图3-2开关式相敏检波电路设计电路图此单元中,R3=R6=R7=100kΩ,故放大倍数为-1。
在Uc=1的半周期,同相输入端接地,Us只从反相输入端输入,放大器的放大倍数为-1,输出信号Uo如图3-3实线所示。
在Uo=0的半周期,V截止,us同时从输入端和反相输入端输入,放大器的放大倍数为+1,输出信号uo如图3-3中虚线所示。
图3-3开关式全波相敏检波电路3.3低通滤波器设计本单元采用压控电压源型滤波电路组成的低通滤波器。
电路图如3-4。
图3-4压控电压源型滤波器设定fc=1kHz,则C1=0.01μF,则根据式(3-2)K=100/(fc.C1) (3-2)式中K——电阻换标系数 fc——截止频率比则K=108,再根据式(3-3)Ri=Kri(i=1,2,3) (3-3) 查表可知:R1=R2=5.3kΩ最终输出电压仿真输出为620mV。
3.4直流放大器设计图3-5反相放大器电路图为输出2V电压,由公式(3-1)可得 R1:R17=31:100。
故取R1=3.1kΩ,R17=1k Ω。
最后将620mV电压放大为2V。
由于存在误差,最后结果近似等于2V。
第四章电路仿真(部分)5.1开关式相敏检波电路仿真图5-1开关式相敏检波电路仿真图5.2低通滤波器电路仿真图5-2低通滤波器输出仿真5.3总电路功能结果仿真图5-3总电路输出仿真第五章元器件清单表1 元器件清单列表标号大小型号C1C5R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10R11R12R13R14R15R16R17U1 U2 U3 U4 U5 U6 V10.1uF50nF3.1kΩ0.1kΩ100kΩ5kΩ50kΩ100kΩ100kΩ5.3Ω10kΩ34Ω5.3Ω10kΩ10kΩ10kΩ1kΩ10kΩ1kΩLM324AD电容电容电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻运放运放运放运放芯片运放电源VCC VCC VCC VDD VEE VSSLM324ADOP07AHLM324AD4066BD_5VLM324AD5kHz 5 V5V5V5V5V-5V0V电源电源电源电源电源电源第六章小结本次课程设计,设计任务基本达到。
因为两个课设时间冲突,所以在同段时间里完成两门课设确实有一定的难度。
但还是很努力去做,最后按时完成。
课程设计是一个将所学理论应用于实际的过程,也是一个不断探索、不断尝试、不断学习的过程我也从中学到了不少知识。
从测量电路到放大电路的选择,滤波电路的选择,让我深刻体会到理论与实践是密切相关的,感谢老师给了我们动手、动脑的机会,能让我们用自己所学的知识去解决一些问题仪器仪表课设结合模电、数电、测控电路等学科,交融性很强。
对于我们测控技术与仪器专业的学生来讲,一定要端正学习态度,保质保量的去完成培养计划的任务。
本学期有两门课设,现在想来这两门其实测控系统中最重要的两部分,也是我们应该掌握的必备技能。
在此课程设计中,我才知道原来自己有那么多地方在平时的学习中并没有完全掌握,明明很简单的问题需想很久才能够记起。
这说明知识点不扎实。
所以在设计中遇到很多困难。
好在通过查阅资料,同学间相互讨论最后将问题解决。
希望以后能多有这样的机会锻炼自己的动手能力。
这次设计虽然结束了,但是,它的指导意义却是永久的。
它锻炼了我们的实战能力,让我们用所学知识做出可行的电路,不仅是对知识的一种升华,更是对自己专业素养的一中考验。
这对以后的工作也产生很大的帮助,为以后在工作中能否出色完成任务打下良好的基础。
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