1406014226殷超宇测控电路实验三

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。

目录1设计任务 (1)2实验目的和要求 (1)3实验仪器和元件 (1)4电路设计 (1)4.1传感器信号分析 (1)4.2信号处理流程设计 (2)4.3详细电路设计 (2)4.31电荷方法器 (3)4.32电压放大电路设计 (4)4.33峰值检波电路 (4)4.34比较器电路和二极管发光电路 (5)4.35电源去耦电路 (5)5、电路处理流程信号分析： (6)5.1 各处理流程信号分析： (6)5.2 调试过程 (7)5.3 最终测试结果及评价 (7)5.4 传感器信号的进一步讨论 (7)6心得体会 (8)7参考文献 (8)1设计任务利用压电式加速度传感器，设计电路，对振动幅度或加速度进行测量。

并完成以下任务：1、分析传感器输出信号特点及与物理量的关系；2、输出为0-5V直流电压；3、当振动超过一定阈值时，点亮指示灯报警；4、根据实验结果分析输入输出关系；5、进一步分析碰撞检测的方法，并通过实验得到一种碰撞出现的信号特点。

6、撰写设计报告。

2实验目的和要求通过本课程设计的训练，利用所学知识，综合传感、检测、测控电路课程内容，进行系统设计、电路设计与软硬件调试。

锻炼知识的综合运用能力和动手能力。

3实验仪器和元件设备：示波器、电源、信号发生器。

材料：传感器、面包板（实验板）、连接线、电阻、电容、二极管、发光二极管等。

元器件：运算放大器、比较器等。

4电路设计通过对电路的特点进行分析，从传感器的信号特点设计信号检测电路。

压电传感器的输出信号为电荷，那么第一级应该是电荷放大器，其次根据需要加入一定的电压放大电路、滤波电路等。

4.1传感器信号分析压电式传感器是一种典型的有源（或发电型传感器）。

它以某种电介质的压电效应为基础，在外力的作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量电测的目的。

压力传感器元件是力敏感元件，所以它能测量最终转化为力的那些物理量。

压电式加速度传感器的结构一般有纵向型、横向效应型和剪切效应型三种。

电压测量模块的设计实验目的Z应用测控电路以及模电数电课程有关理论设计一个简单的电压测量模块---数字电压表，在设计与制作的实践中提高学生对测控电路的设计能力，掌握数字电压表的结构与原理，熟悉调试的基本方法和技能。

测控电路系列实验_cxq设计要求设计一个数字电压表，基本性能满足如下要求：Z设计个数字电压表，基本性能满足如下要求：Z输入基本量程：0---±2VDC，精度005%FSZ精度：0.05%FS，Z测量速率>2次/S，Z具有极性显示，溢出报警，Z显示器件可用LED数码管，Z具有较强的常模干扰抑制能力。

测控电路系列实验_cxq主要器件Z14433，4511，1413（2003），1403 Z数码管，9012，电阻，电位器，电容测控电路系列实验_cxq14433管脚功能图及外观图测控电路系列实验_cxq14433的内部结构示意图和电原理图测控电路系列实验_cxq电源及共地端外接电阻及电容端转换控制端测控电路系列实验_cxq电源及共地端Z24脚，V DD：正电源端，典型值+5VZ12脚，V EE：负电源端，典型值-5VZ13脚，V SS：数字地，接地Z1脚，V AG：模拟地，接地脚2V200mV Z2脚，V R：外接电压基准（2 V或200 mV）输入端脚Z3脚，V X：被测电压输入端测控电路系列实验_cxq外接电阻及电容端Z4脚，R1：外接积分电阻输入，有两种选择 470kΩ（量程为2V时）27kΩ（量程为200mV时）脚外接积分电容输入Z6脚，C 1：外接积分电容输入。

电容C1常采用聚丙烯电容，典型值0.1µF脚外接电阻Z5脚，R1/C1：外接电阻R1和外接电容C1的公共端Z7脚C01，8脚C02：外接失调补偿电容端01µF典型值为0.1µFZ10脚CLK0，11脚CLK1：时钟振荡器外接电阻R C 接入端外接电阻R C3300 kΩ，时钟频率随R C电阻阻值的增加而下降测控电路系列实验_cxq转换控制端Z14脚EOC和9脚DUZ15脚ORDS1619Z DS 1-DS4，16-19脚Z Q0-Q3，20-23脚测控电路系列实验_cxqEOC和DUZ EOC：转换周期结束标志。

《测控电路》实验指导书王月娥编写电子工程与自动化学院目录实验一典型放大器的设计²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²5 实验二精密检波和相敏检波实验²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²8 实验三信号转换电路实验²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²12 实验四细分电路实验²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²14《测控电路》课程实验教学大纲一、制定实验教学大纲的依据根据本校《2011级本科指导性培养计划》和《测控电路》课程教学大纲制定。

《测控电路》（机电）课程实验教学大纲
一、制定实验教学大纲的依据
根据该课程的教学基本要求制定。

二、本课程的目的与任务
测控系统主要由传感器、测量控制电路和执行机构三部分组成。

在整个测控系统中电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。

测控系统乃至整个机器和生产系统的性能在很大程度上取决于测控电路的性能。

本课程是为了我系机电方向的测控技术应用的特色建设而设立的。

在学习了电工学及单片机技术应用的基础上，让同学们进一步提高测控电路的设计和应用研究能力，为同学们今后从事测控系统方面的设计及研究打下更加坚实的基础。

三、本课程的实验内容及具体要求
《测控电路》是机械工程及自动化机电方向的专业任选课。

该课程具有较强的实践性，实验教学是学生掌握其具体应用的必由之路。

1、实验理论方面
通过实验能有助于学生较好的理解测控电路的基本结构与工作原理；加深对测控电路的技术性能及特点的深入理解，了解测控电路的应用场合；学会测控电路的构成，并掌握一定的设计方法。

2、实验教学方面
通过实验，使学生自己能够搭制外围应用电路，学会正确设计测控电路应用系统，提高应用水平。

3、对学生能力方面的培养
通过实验使学生能够掌握测控电路分析和设计方法，系统排错及学会应用示波器、万用电表等工具进行检查系统的运行情况等基本技能。

四、主要仪器设备配置
万用表、示波器、电烙铁等实验仪器
五、实验考核及评分办法
建议实验成绩占本课程总成绩的10%。

对缺实验成绩者，本课程不予通过。

六、实验项目的设置及学时分配。

1测控电路实验报告（示例）小组 人员 名单班号 组长姓名电话姓名 学号 姓名 学号实验题目例：线性电桥放大电路 实验类型 仿真 制作实验目的例：1. 掌握线性电桥放大电路的工作原理、设计方法 2. 掌握测控电路输入输出特性曲线、灵敏度与线性度的测试方法 3. 理解线性电桥放大电路量程/输出信号范围与灵敏度的矛盾。

实验设计 电路图：例：线性电桥电路+同相输入放大电路应变片传感器用电位器来模拟，阻值变化范围为0.9 k W ~1.1k W ，电桥其余三个电阻均为1k W ，激励电压采用12V 直流电压，线性电桥电路后接一级放大倍数为10倍的同相输入放大电路。

器件参数计算、选型：例：运放选型、电阻参数选择如上电路输出表达式推导 输出信号范围与灵敏度计算实验步骤：例：1. 电路制作与调试，外接电位器模拟应变片，其与电桥之间导线用夹子连接。

2. 断电状态将电位器与电桥断开，采用六位半万用表测试电位器阻值，调节至0.9k W。

3. 将电位器接入电桥，电路上电后采用六位半万用表测试第一、二级运放输出电压。

4. 调节电位器阻值为0.95k W、1k W、1.05k W、1.1k W，重复实验步骤2与3。

5.绘出输入输出特性曲线，进行最小二乘线性拟合，计算得到灵敏度与线性度。

（推荐采用Matlab绘图与计算）6. 调整第二级同相输入放大电路的放大倍数，重复实验步骤2~5。

实验预算(元件耗材)元件名称 型号/规格 数量 单价/元 合计/元 备注 例：通用板 100mm*100mm 1 5 5 总计实验设备设备名称 型号/规格 数量 用途 备注 例：线性电源 ±******** 1 运放供电 线性电源 +******** 1 电桥供电 手持万用表 3位半 1 确认电源电压、阻值 万用表 6位半 1 电桥电阻、输出电压测试实验数据记录 时间地点： 例：2012-5-10 18:00，科学园D 栋317例：第二级同相输入放大电路放大倍数为10倍电位器阻值/k W 0.90.95 1.01.05 1.1第一级运放电压/V 第二级运放电压/V第二级同相输入放大电路的放大倍数为20倍电位器阻值/k W 0.90.95 1.01.05 1.1第一级运放电压/V 第二级运放电压/V环境条件：例：20℃，45%RH ，开空调 实验数据处理例：第二级同相输入放大电路放大倍数为10倍：输入输出特性曲线（可以在Matlab 中画好截屏打印后粘于此处） 最小二乘拟合得到线性方程式灵敏度计算线性度计算第二级同相输入放大电路的放大倍数为20倍： 输入输出特性曲线（可以在Matlab 中画好截屏打印后粘于此处）最小二乘拟合得到线性方程式 灵敏度计算 线性度计算 实验结论实验结论：例：1. 所设计线性电桥放大电路第二级放大倍数为10倍时输入输出特性曲线如图x 所示，灵敏度为xxx ，线性度为xxx ；第二级放大倍数为20倍时输入输出特性曲线如图x 所示，灵敏度为xxx ，线性度为xxx 。

实验目录实验一 RC有源滤波器实验 (2)实验二比例求和运算电路实验 (4)实验三积分与微分电路实验 (8)实验四电压比较电路实验 (10)实验五电压/频率转换电路实验 (12)实验六隔离放大电路实验 (14)实验七 PWM调制控制直流电机实验 (16)实验八温度测量实验 (18)实验九电流/电压转换电路实验* (20)*选做实验实验一 RC有源滤波器实验实验目的1.熟悉有源滤波器构成及其特性；2.学会测量有源滤波器幅频特性。

；仪器及设备1.示波器；2.信号发生器。

；预习要求1.预习教材有关滤波器内容；2.分析图一、图二、图三所示电路，写出它们的增益特性表达式；3.计算图一、图二电路的截止频率，图三的中心频率；4.画出三个电路的幅频特性曲线；5.设计报告要求的电路，准备用实验测试验证。

实验内容1.低通滤波器实验电路如图一所示。

图一低通滤波器按表1内容测量并记录填表。

表1i2.高通滤波器实验电路如图二所示。

图二高通滤波器按表2二内容测量并记录填表。

3.实验电路如图三所示。

图三带阻滤波器(1)实测电路中心频率；(2)以实测中心频率为中心，测出电路幅频特性。

实验报告1.整理数据，画出各电路曲线，与理论计算绘制的曲线比较，分析误差原因。

2.如何组成带通滤波器？试设计一中心频率为300Hz，带宽为200Hz的带通滤波器，并搭接电路，测试验证。

实验二比例求和运算电路实验实验目的1.掌握用集成运算放大器组成比例，求和电路的特点及功能；2.学会上述电路的测试和分析方法。

实验仪器1.数字万用表；2.示波器；3.信号发生器。

预习要求1.计算表1.1中地V o和Af。

2.估算表1.3的理论值。

3.估算表1.4、1.5中的理论值。

4.计算表1.6中的V o值5.计算表1.7中的V o值。

实验内容1.电压跟随器图2.1 电压跟随器实验电路如图2.1所示。

按表2.1内容实验并测量记录。

2.反相比例放大器图2.2 反相比例放大器实验电路如图2.2所示。

测控电路实验报告班级：学号：姓名：实验一运算电路的仿真一、实验目的通过使用仿真软件和实验箱，学习并掌握各种运算电路的仿真，并且调试出各种电路的输入输出波形。

二、实验内容1、积分电路2 、微分电路3 、运算放大器积分电路R1=16K，C1=100nF4 、运算放大器微分电路R1=16K，C1=100nF 5、反相加法器6 、同相加法器7、减法器电路三、实验结果1、积分电路2、微分电路3、运算放大器积分电路4、运算放大器微分电路5、反向加法器6、同向加法器7、减法器电路实验二A/D 、D/A 转换实验一、实验目的1、掌握D/A和A/D转换器的基本工作原理和基本结构；2、掌握大规模集成D/A和A/D转换器的功能及其典型应用。

二、实验内容1、A/D转换实验2、D/A转换实验图1 所示电路是4 位数字—模拟转换电路。

它可将4 位二进制数字信号转换为模拟信号。

R f=26kΩ，R=4kΩ，求当[u1u2u3u4]=[1110]和[u1u2u3u4]=[0010]时，输出电压u0。

三、实验结果1、A/D转换实验2、D/A转换实验被选模拟通道输入模拟量地址输出数字量IN V1(V) A2A1 A0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 十进制IN0 4.5 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 115 IN1 4.0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 102 IN2 3.5 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 89 IN3 3.0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 76 IN4 2.5 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 63 IN5 2.0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 51 IN6 1.5 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 38 IN7 1.0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 25实验三乘法器实验一、实验目的通过实验学习乘法器的知识，并掌握乘法器的原理。