1406014226殷超宇测控电路实验三
测控电路实验指导书
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。
测控电路课程设计报告
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。
测控电路系列实验
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(第7版)绪论
绪论
11
精度高——测控永恒主题
低噪声与高抗干扰能力★
• 选用低噪声器件、合理布线、隔离、屏蔽 • 信号的调制解调 • 高共模抑制比电路
低漂移、高稳定性★ 线性度与保真度好
• 输入输出间具有线性关系，良好的频率特性
有合适的输入与输出阻抗
• 要求电路的输出阻抗与后级的输入阻抗相匹配
绪论
精
12
动态性能好
模数与数模转换 电量参数的形式 量程的变换 信号的处理与运算
绪论
灵
14
可靠性高
测控电路越来越多地实时地用在各种系统中； 测控电路越来越多地国防和高科技中； 测控电路越来越多地用在医疗和其它与生命有关的系统中；
可靠
电路的集成度越来越大。
绪论
15
1.6 测控电路的输入信号与输出信号
输入信号：传感器的输出信号 输出信号：送显示机构、执行机构或计算机 信号类型
(3)开关信号 输出只有0和1两种状态（开关、通断、亮暗）
绪论
21
1.7测控电路的发展趋势
优质化 微型化集成化 系统设计观 数字化 通用化 模块化 智能化
绪论
22
本章结束
* 感谢聆听*
现代的生活、办公器械也越来越多地依赖于测量。
绪论
8
1.4测控电路与测控系统
测控系统组成
• 传感器：高质量获取信息
• 测控电路：根据控制特性需要，
进行控制器的电路实现
✓ 电路是最灵活的，便于放大、传输、 转换、选取所需信号、适应不同测 控任务要求；测控系统的性能在很 大程度上取决于测控电路。
传感器
• 执行器：根据执行机构特性产生 调制解调
绪论
3
1.1测量与电子学
测控电路实验指导书.
《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
《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。
测控电路实验报告模板
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 。
10_逻辑与数字控制电路 《测控电路(第3版)》 教学课件
Q2n 1
Q0n+1的卡诺图
Q2n 1
Q2n+1的卡诺图
Q 0 n 1 D Q 0 n Q 2 n D Q 0 n Q 2 n D Q 0 n Q 2 n D 0 n Q 2 n D Q Q 2 n D Q 2 n Q 2 n 1 D Q 0 n Q 2 n D Q 0 n Q 2 n D 0 n Q 2 n Q D 0 n Q 2 n Q D Q 0 n D 0 n
输出
2020/7/2
10. 2 可编程逻辑组件
10.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL) 输 入 I 3 I 2 I 1 I 0
不可编程的 “或 ”阵 列
可编程，可以通过编程连接； 不可编程，需要通过跨线连接
还有带反馈、带寄存器和异或 门型可编程阵列逻辑 (PAL)
可编程的 “与 ”阵 列
& & & & & & & & & & & & & & & &
10.2.2 可编程阵列逻辑 (PAL)
应用举例：步进电动机的控制
n=1
Q0n 1
n=2
Q0n 1
D 1
n=3
1
D 1
0
Q2n 1 Q0n 1
Q2n 1
n=4
Q0n 1
D=0
步进步序 Q0
Q2
1
1
1
2
1
0
3
0
0
4
0
1
1
1
1
D=1
Q0
Q2
1
1
0
1
0
0
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（软件仿真性实验）
班级：14060142 学号：26 学生姓名：殷超宇
实验题目：有源滤波器设计
一、实验目的
1．通过实验，熟悉有源滤波的原理；
2．掌握设计步骤和方法；
二、实验内容及原理
1．设计信号滤波电路，并在MultiSim环境下搭建仿真电路。
2．把信号发生器接入输入端。
3．用示波器测量信号观测与理论计算是否相符。
三、实验步骤或程序流程
1．利用一个集成运放设计截止频率为100Hz、增益为2的一阶低通滤波器和截止频率为50Hz、增益为2的一阶高通滤波器，并搭建MultiSim仿真设计电路
1）记录输入频率分别为10Hz、20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、500Hz，幅值为1V的正弦信号时，输出信号的幅值和相位变化。
2）绘制滤波器幅频曲线和相频曲线。
一阶低通滤波器电路图
幅频特性图
相频特性曲线
10hz
20Hz
一阶高通滤波器
幅频特性曲线
相频特性曲线
10hz
四、实验数据及程序代码
2．分别搭建压控电源型低通、高通、带通、带阻滤波电路，并分析电阻电容网络参数与滤波器增益、固有频率、阻尼系数、品质因数的关系，并仿真验证，绘制相应的滤波器幅频曲线和相频曲线，求解滤波器增益、固有频率、阻尼系数、品质因数等参数。
（1）一个通带增益为2.58，截止频率为4kHz 的四阶巴特沃兹低通滤波器。
先设计四阶巴特沃兹低通滤波器的传递函数，用两个二阶巴特沃兹低通滤波器构成一个四阶巴特沃兹低通滤波器，其传递函数为
0102
422
12*11G G G s s s s λλλλζζ=
++++
为了简化计算，假设在所选择的二阶巴特沃兹低通滤波器中，其参数满足如下条件： C1=C2=C R1=R2=R
由
1
2c f RC π=
得：选取C=0.01uf ，可算得R=3.9 K
由表查得四阶巴特沃兹低通滤波器的两个阻尼系数分别为1ξ= 0.765，2ξ= 1.848，可算得两个零频增益分别为
011
3G ξ=-=2.235
0223G ξ=-=1.152
故
03
G =2.58/(
0102
*G G )=1
4
R =3.9K ，
5
R =592Ω，R8=4.8K
品质因数Q=1/(3-A)=50
阻尼系数a=1/(2*Q)=0.01 固有频率f=4KHz 结果分析：
通带的增益2.58的对数乘以20为8.213，下降3dB 后的频率为4KHz ，故满足设计要求。
（2）高通滤波器
（3）带通滤波器
（4）带阻滤波器
五、实验结论与感悟
（1）.通过仿真，验证了滤波器的滤波作用，并体会滤波器对不同频率的信号的响应不同，造成幅值和相位的变化，但是频率不会变化。
（2）.当输入不同信号时，滤波器的性能即幅频和相频特性依然不变。