測(cè)控電路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、. .實(shí)驗(yàn)一差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二信號(hào)放大電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 信號(hào)運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四 電壓比較器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五 電阻鏈分相細(xì)分實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六 幅度調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七 移相電橋?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)八 脈寬調(diào)制電路實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)九 調(diào)頻及鑒頻實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十 開關(guān)電容濾波器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十一 開關(guān)式相乘調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十二 精細(xì)全波整流及檢波實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十三 開關(guān)式全波相敏檢波實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十四 鎖相環(huán)單元實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十五 分頻器單元實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十六 鎖相環(huán)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)頻率合成實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十七 可控硅觸發(fā)調(diào)壓實(shí)驗(yàn)測(cè)控電路局部實(shí)驗(yàn)一差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深對(duì)差動(dòng)放大器性能的理解。2學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器的主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理圖1-1是差動(dòng)放大器的實(shí)

2、驗(yàn)電路圖。它由兩個(gè)元件參數(shù)一樣的根本共射放大電路組成。當(dāng)開關(guān)K撥向左邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器。調(diào)零電位器Rp用來調(diào)節(jié)T1，T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得輸入信號(hào)Ui0時(shí)，雙端輸出電壓Uo=0。圖1-1差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)電路圖當(dāng)開關(guān)K撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻Re，可以進(jìn)一步提高差動(dòng)放大器抑制共模信號(hào)的能力。1靜態(tài)工作點(diǎn)的估算典型電路： 認(rèn)為UB1=UB20；IC1=IC2=½IE恒流源電路： ；2差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當(dāng)差動(dòng)放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)Ad由輸出端方式?jīng)Q定，而與輸入方式無(wú)關(guān)。雙端輸出：

3、RE=，W電位器在中心位置時(shí)，單端輸出：當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)，假設(shè)為單端輸出，那么有假設(shè)為雙端輸出，在理想情況下，實(shí)際上由于元件不可能完全對(duì)稱，因此Ac也不會(huì)絕對(duì)等于零。3共模抑制比為了表征差動(dòng)放大器對(duì)有用信號(hào)差模信號(hào)的放大作用和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，通常用一個(gè)綜合指標(biāo)來衡量，即共模抑制比或差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)可以用直流信號(hào)也可以用交流信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路一掛箱2虛擬示波器3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器4萬(wàn)用表5交流毫伏表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1典型差動(dòng)放大器性能測(cè)試把U9差動(dòng)放大器單元的開關(guān)撥向左邊構(gòu)成典型差動(dòng)放大器。(1) 放大器零點(diǎn)放大器輸入端的“+、“-兩端與地短接，接通±15V直流電源，

4、用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓U0，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器W，使U0=0。調(diào)節(jié)要仔細(xì)，力求準(zhǔn)確。注意：本掛件的所有單元共地。(2測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)接通±15V直流電源，將功率信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)參加本單元的Ui端，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率為1KHz左右的正弦波信號(hào)，逐漸增大輸入電壓Ui約300mV，用示波器觀測(cè)輸入、輸出波形，在U0輸出波形無(wú)失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)量Ui，U0+，U0-，U0，記入表1-2中，并觀察Ui，U0+，U0-之間的相位關(guān)系。注：在后面實(shí)驗(yàn)中提到的信號(hào)發(fā)生器，如果未特別指明，都是指THSGOP-1功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。 表1-2典型差動(dòng)放大電路具有恒流源差動(dòng)放大電路單端輸

5、入共模輸入單端輸入共模輸入 300mV1V300mV1VU0+VU0-V/(3測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)將放大器的輸入端“+端和“-端短接，信號(hào)源接輸入端“+端和地之間，構(gòu)成共模輸入方式，調(diào)節(jié)功率信號(hào)發(fā)生器，使之輸出信號(hào)f=1KHz，1VP-P的正弦信號(hào)，用示波器觀測(cè)輸入、輸出波形，在輸出電壓無(wú)失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)量U0+、U0-的值，記入表1-2，并觀察Ui，U0+，U0-之間的相位關(guān)系。2具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試將圖1-1電路單元中的開關(guān)撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大電路。重復(fù)步驟2，3，并將結(jié)果記入表1-2。五、思考題1測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，放大器輸入端“+端及“-端與地應(yīng)如何

6、連接？2實(shí)驗(yàn)中怎樣獲得雙端和單端輸入差模信號(hào)？怎樣獲得共模信號(hào)？3怎樣進(jìn)展靜態(tài)調(diào)零點(diǎn)？用什么儀表測(cè)U0？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)，估算典型差動(dòng)放大器和具有恒流源的差動(dòng)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)及差模電壓放大倍數(shù)取1=2=100。2整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列表比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論估算值，分析誤差原因。1靜態(tài)工作點(diǎn)和差模電壓放大倍數(shù)；2典型差動(dòng)放大電路單端輸出時(shí)的CMRR實(shí)測(cè)值與理論值比較；3典型差動(dòng)放大電路單端輸出時(shí)的CMRR實(shí)測(cè)值與具有恒流源的差動(dòng)放大器的CMRR實(shí)測(cè)值比較。3比較Ui、UC1、UC2之間的相位關(guān)系。4根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電阻RE和恒流源的作用。實(shí)驗(yàn)二信號(hào)放大電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究由集

7、成運(yùn)算放大器組成的根本放大電路的功能。2了解運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種具有電壓放大倍數(shù)高的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反響電路時(shí)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可以組成反相比例放大器，同相比例放大器，電壓跟隨器，同相交流放大器，自舉組合電路，雙運(yùn)放高共模抑制比放大電路，三運(yùn)放高共模抑制比放大電路等。理想運(yùn)算放大器的特性：在大多數(shù)情況下，將運(yùn)放視為理想運(yùn)放，就是將運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化，滿足以下條件如表2-1所示的運(yùn)算放大器稱為理想運(yùn)放。表2-1開環(huán)電壓增益輸入阻抗輸出阻抗帶寬Aud=ri

8、=ro=0fBW=失調(diào)與漂移均為零等。理想運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要特性：1輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關(guān)系式：U0=Aud(U+-U-)，而U0為有限值，因此，(U+-U-)=0，即U+=U-，稱為“虛短。2由于ri=，故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即稱為“虛斷。這說明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸取電流極小。以上兩個(gè)特性是分析理想運(yùn)放應(yīng)用電路的根本原那么，可簡(jiǎn)化運(yùn)放電路的計(jì)算。1根本放大電路：1反向比例放大器電路如圖2-1所示。對(duì)理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：，為了減少輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻R2=R1RF圖2-1 反向比例放大器圖2-2 同相比

9、例放大器2同相比例放大器電路如圖2-2所示。對(duì)理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：，其中R2= R1RF。當(dāng)R1時(shí)，U0= Ui，即得到如圖2-3所示的電壓跟隨器。3電壓跟隨器電路如圖2-3所示。對(duì)理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：U0= Ui，圖中R1=RF，用以減少漂移和起保護(hù)作用。一般RF取10K，RF太小起不到保護(hù)作用，太大那么影響到跟隨性。 圖2-3電壓跟隨器2高輸入阻抗放大電路：1) 同相交流放大電路電路如圖2-4所示。電容C2將運(yùn)算放大器兩輸入端之間的交流電壓作用于電阻R1的兩端。對(duì)理想運(yùn)放，兩輸入端是虛短的近似等電位，即R1的兩端等電位，沒有信號(hào)電

10、流通過R1，因此，對(duì)交流而言，R1可以看作無(wú)窮大。圖2-4 同相交流放大電路圖2-5自舉組合電路該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：，為了減少失調(diào)電壓，應(yīng)滿足R3= R1+ R2輸入阻抗：其中：K為運(yùn)算放大器的開環(huán)放大倍數(shù)； Zi為運(yùn)算放大器的開環(huán)輸入阻抗。2自舉組合電路電路如圖2-5所示。這種利用反響電路來減少向輸入回路索取電流，從而提高輸入阻抗的電路稱為自舉電路。對(duì)理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：；輸入電阻：當(dāng)R1= R2，R5= 2R2，R4= R6時(shí)，那么，即I1將全部由I2提供，輸入回路無(wú)電流，輸入阻抗為無(wú)窮大。3高共模抑制比放大電路1雙運(yùn)放高共模抑制比放大電路

11、電路如圖2-6所示。對(duì)理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：，其中R3=R1R2，R7=R4R5R6。當(dāng)，Ui1=Ui2時(shí)，輸出電壓為零，共模信號(hào)得到了抑制。圖2-6 雙運(yùn)放高共模抑制比放大電路2三運(yùn)放高共模抑制比放大電路電路如圖2-7所示。三運(yùn)放高共模抑制比放大電路又稱測(cè)量放大器、儀表放大器等。它的輸入阻抗高，易于與各種信號(hào)源相匹配。它的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流及輸入偏置電流小，并且漂移小，穩(wěn)定性好。其共模抑制比大，能適于在大的共模電壓的背景下對(duì)微小差值信號(hào)進(jìn)展放大。圖中改變電位器RF1的阻值，那么可以改變對(duì)差模信號(hào)的放大倍數(shù)；R5，RF2，R6用于調(diào)零，當(dāng) R1=R2, R3

12、=R4，R7=R8時(shí)那么其中，G是整個(gè)放大器對(duì)差模信號(hào)的增益：是整個(gè)放大器對(duì)共模信號(hào)的增益：KCMRR是運(yùn)算放大器N3的共模抑制比整個(gè)放大器的共模抑制比：圖2-7 三運(yùn)放高共模抑制比放大電路三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱2虛擬示波器3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器4直流電壓表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)前熟悉相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，認(rèn)清實(shí)驗(yàn)單元的信號(hào)輸入及輸出端口，把±15V直流穩(wěn)壓電源接入“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱。注：切忌正負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否那么將會(huì)損壞集成塊。1反向比例放大器1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，輸入端Ui接地，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出端UO，調(diào)節(jié)本單元的電位器，使輸出為零。2調(diào)節(jié)功

13、率信號(hào)發(fā)生器，使之輸出f=1KHz的正弦信號(hào)，接入本單元的輸入端，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意輸入的信號(hào)幅度以確保集成運(yùn)放工作在線性區(qū)，用示波器觀測(cè)Ui及輸出電壓UO的相位關(guān)系，記入下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系2同相比例放大器1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，信號(hào)輸入端接地，進(jìn)展調(diào)零。2實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容1，將結(jié)果記入下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系3電壓跟隨器1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，信號(hào)輸入端接地，進(jìn)展調(diào)零。2實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容1，將結(jié)果記入下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系4同相交流放大電路1在

14、“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元。2實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容1，將結(jié)果記入表下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系5自舉組合電路1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，信號(hào)輸入端接地，進(jìn)展調(diào)零。2實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容1，將結(jié)果記入表下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系6雙運(yùn)放高共模抑制比放大電路1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，信號(hào)輸入端接地，進(jìn)展調(diào)零。2在Ui1及Ui2的兩端輸入正弦波信號(hào)，測(cè)量相應(yīng)的U0，并用示波器觀測(cè)U0與Ui的幅值及相位關(guān)系，將結(jié)果記入下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系7三運(yùn)放高共模抑制比

15、放大電路1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，兩信號(hào)輸入端均接地，調(diào)節(jié)本單元的電位器W2，使輸出端U0電壓為零。2在Ui1及Ui2的兩端輸入 正弦波信號(hào)，并用示波器觀測(cè)U0與Ui的幅值及相位關(guān)系，同時(shí)調(diào)節(jié)本單元的電位器W1，觀測(cè)輸出信號(hào)幅度的變化。將結(jié)果記入下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系五、實(shí)驗(yàn)本卷須知實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反。六、思考題1自舉組合電路一般應(yīng)用于那種場(chǎng)合？2對(duì)測(cè)量放大電路的根本要求是什么？3按照?qǐng)D2-7給定的電路參數(shù)，假設(shè)已調(diào)零，試計(jì)算當(dāng)RD1=5K時(shí)，放大器的差模增益？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出波形圖注意波形間的相

16、位關(guān)系。2將理論值計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較分析產(chǎn)生誤差的原因。3分析和討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。實(shí)驗(yàn)三 信號(hào)運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究由集成運(yùn)算放大器組成的根本運(yùn)算電路的功能。2進(jìn)一步了解運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種具有電壓放大倍數(shù)高的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反響電路時(shí)，其輸出和輸入電壓之間可以實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在測(cè)控電路中，可以利用它1組成多種信號(hào)運(yùn)算電路，這里介紹幾種根本的運(yùn)算電路。根本運(yùn)算電路1反相加法電路電路如圖3-1所示，對(duì)于理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 其中 圖3

17、-1 加法電路 圖3-2 減法電路2) 減法運(yùn)算電路對(duì)于電路如圖3-2所示的減法運(yùn)算電路，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 其中R1/RF=R2/R3當(dāng)R1= R2，R3= RF時(shí)，3積分運(yùn)算電路反向積分電路如圖3-3所示。在理想化條件下，輸出電壓信號(hào)與輸入電壓之間的關(guān)系為其中UC(0)是t=0時(shí)刻電容C兩端的電壓值，即初始值。當(dāng)輸入電壓Ui為常數(shù)E時(shí)，那么輸出電壓UO為，UO隨時(shí)間線性下降，所以積分電路非常適于用做三角波和鋸齒波發(fā)生器。 4微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路如圖3-4所示。在理想化條件下，輸出電壓信號(hào)與輸入電壓之間的關(guān)系為，當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波ui=Umsint時(shí)，輸出電壓為uo=

18、-RCUmcost，輸出電壓與輸入電壓的幅度比為RC，在幅頻特性圖中為一條+6dB/倍頻程的直線。 圖3-3 積分運(yùn)算電路 圖3-4 微分運(yùn)算電路三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器 4萬(wàn)用表電壓表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)前熟悉相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，認(rèn)清實(shí)驗(yàn)單元的信號(hào)輸入及輸出端口，把±15V直流穩(wěn)壓電源接入“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱。注：切忌正負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否那么將會(huì)損壞集成塊1加法運(yùn)算電路1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，輸入端Ui1、Ui2接地，用萬(wàn)用表測(cè)量輸出端U0，調(diào)節(jié)本單元的電位器，使輸出為零。2輸入端Ui1接5V直流信號(hào)，輸入端Ui2

19、接入可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意輸入的直流信號(hào)幅度以確保集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。用直流電壓表測(cè)量輸入電壓Ui1、Ui2及輸出電壓UO，記入下表中。Ui1(V)Ui2(V)UO(V)2減法運(yùn)算電路1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，輸入端接地，進(jìn)展調(diào)零。2輸入端Ui1接5V直流信號(hào)，輸入端Ui2接入可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意輸入的直流信號(hào)幅度以確保集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。用直流電壓表測(cè)量輸入電壓Ui1、Ui2及輸出電壓UO，記入下表中。Ui1(V)Ui2(V)UO(V)3積分電路1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元。2調(diào)節(jié)信號(hào)源使輸出正弦波信號(hào)，接入輸入端Ui，用交流毫伏表測(cè)

20、量輸出端UO，并用示波器觀測(cè)UO與Ui的相位關(guān)系，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入下表中。3調(diào)節(jié)信號(hào)源使輸出方波信號(hào)，接入輸入端Ui，用交流毫伏表測(cè)量輸出端UO，并用示波器觀測(cè)UO與Ui的關(guān)系，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入下表中。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系4微分電路1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)單元，信號(hào)輸入端接地，進(jìn)展調(diào)零。2調(diào)節(jié)信號(hào)源使輸出正弦波信號(hào)，接入輸入端Ui，用交流毫伏表測(cè)量輸出端UO，并用示波器觀測(cè)UO與Ui的幅值及相位關(guān)系，將以上情況記入下表。Ui(V)UO(V)Ui波形UO波形UO與Ui的關(guān)系五、思考題1在反相加法電路中，如Ui1、Ui2均采用直流信號(hào)，并選定Ui2=-1

21、V，當(dāng)考慮到運(yùn)算放大器的最大輸出幅度±15V時(shí)，那么Ui1的大小不應(yīng)超過多少伏？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出波形圖注意波形間的相位關(guān)系。2將理論值計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較分析產(chǎn)生誤差的原因。3分析和討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。實(shí)驗(yàn)四 電壓比較器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電壓比較器的電路構(gòu)成及特點(diǎn)。2理解電壓比較器的輸出與輸入信號(hào)之間的關(guān)系。3加深理解電壓比較器電路的傳輸特性。二、實(shí)驗(yàn)原理電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，它將一個(gè)模擬量電壓信號(hào)和一個(gè)參考電壓比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。比較器可以組成非線性正弦波形變換電路及應(yīng)用于模擬與數(shù)

22、字信號(hào)轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。圖4-1所示為一簡(jiǎn)單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運(yùn)放的同相輸入端，輸入電壓Ui加在反相輸入端。 圖4-1 圖4-2當(dāng)Ui< UR時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，穩(wěn)壓管DZ反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ，即UO=UZ。當(dāng)Ui>UR時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，穩(wěn)壓管DZ正向?qū)?。輸出端電壓等于穩(wěn)壓管的正向壓降UD，即-UO=-UD。因此，以UR為臨界點(diǎn)，當(dāng)輸入電壓Ui變化時(shí)，輸出端反映出兩種狀態(tài)高電平和低電平表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線，稱為傳輸特性。圖4-2為圖4-1比較器的傳輸特性。常用的電壓比較器有過零比較器、滯回比較器、雙限比較器又稱窗口

23、比較器等。1過零比較器電路如圖4-3所示為過零比較器，信號(hào)從運(yùn)放的反相輸入端輸入，參考電壓為零，從同相輸入端輸入。當(dāng)Ui>0時(shí)，輸出Uo=-U，當(dāng)Ui<0時(shí)，Uo=+U。其電壓傳輸特性如圖4-4所示。過零比較器構(gòu)造簡(jiǎn)單，靈敏度高，但抗干擾能力差。 圖4-3 過零比較器 圖4-4 傳輸特性曲線2滯回比較器圖4-5為具有滯回特性的過零比較器過零比較器在實(shí)際工作時(shí)，如果Ui恰好在過零點(diǎn)附近，那么由于零點(diǎn)漂移的存在，UO將不斷由一個(gè)極限值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)極限值，這在控制系統(tǒng)中，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將是很不利的。為此，就需要輸出特性具有滯回現(xiàn)象。如圖4-5所示，從輸出端引一個(gè)電阻分壓正反響支路到同相輸入端

24、，假設(shè)UO改變狀態(tài)，U+端電位也隨著改變，使臨界點(diǎn)離開原來位置，于是出現(xiàn)如圖4-6所示的滯回特性曲線。滯回比較器的兩個(gè)門限電壓分別為UTH1，UTH2。且，UZ為U0經(jīng)穩(wěn)壓管DZ的穩(wěn)壓電壓。圖4-5 滯回比較器 圖4-6 傳輸特性曲線 3窗口雙限比較器簡(jiǎn)單的比較器僅能鑒別輸入電壓Ui比參考電壓UR高和低的情況。窗口比較電路是由兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器組成，如圖4-7所示，它能指示Ui值是否處URH和URL之間。如果URL<Ui<URH，窗口比較器的輸出電壓UO為低電平UOL；如果URL< Ui或Ui>URH，那么輸出電壓Uo為高電平UOH。其傳輸特性如圖4-8所示。圖4-7 窗口

25、雙限比較器 圖4-8 傳輸特性曲線三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器 4萬(wàn)用表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1過零比較器電路如圖4-9所示1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到本實(shí)驗(yàn)單元，接入±15V直流電源。2測(cè)量Ui懸空時(shí)的UO值。3調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率為500Hz、幅值為2V的正弦波信號(hào)，接入輸入端Ui，用示波器觀測(cè)Ui與UO波形并記錄。4改變Ui幅值，測(cè)量傳輸特性曲線。 圖4-9 過零比較器 圖4-10 反相滯回比較器2反相滯回比較器電路如圖4-10所示1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到本實(shí)驗(yàn)單元，接入±15V直流電源，輸入端Ui端接可調(diào)直流電源，UR端接

26、地，測(cè)出Uo由+UOMAX-UOMAX時(shí)Ui的臨界值。2同上，測(cè)出Uo由-UOMAX+UOMAX時(shí)Ui的臨界值。3調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率為500Hz、幅值為2V的正弦波信號(hào)，接入輸入端Ui，用示波器觀測(cè)Ui與Uo波形并記錄。3窗口比較器電路如圖4-11所示1在“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上找到本實(shí)驗(yàn)單元，接入±15V直流電源。2在URH端接入+5V直流電壓，URL端接地，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率為500Hz、幅值為2V的正弦波信號(hào)，接入輸入端Ui，用示波器觀測(cè)Ui與Uo波形并記錄。圖4-11 窗口比較器五、實(shí)驗(yàn)本卷須知實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反，否那么就會(huì)燒壞實(shí)驗(yàn)箱上的集成

27、芯片。六、思考題分析以上電壓比較器的工作原理，比較它們工作電路之間的異同點(diǎn)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制各類比較器的傳輸特性曲線。2總結(jié)幾種比較器的特點(diǎn)，說明他們的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)五 電阻鏈分相細(xì)分實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握電阻鏈分相細(xì)分電路的構(gòu)成原理及其特點(diǎn)。2學(xué)會(huì)測(cè)試電阻鏈分相細(xì)分電路的細(xì)分過程及方法。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路如圖5-2所示。將正弦信號(hào)及余弦信號(hào)加在電阻鏈的兩端，在電阻鏈的接點(diǎn)上可以得到幅值和相位各不一樣的電信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)比較器整形、脈沖形成后，就能在正余弦信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)獲得假設(shè)干個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，實(shí)現(xiàn)細(xì)分。如圖5-1所示，U1=Umsint， U2=Umcost。那么輸出電壓UO

28、=UOmsin(t+)，其中 =arctan(R1/R2) 因此，改變R1和R2比值，可以改變，也就改變了輸出電壓UO相對(duì)U1的相位，同時(shí)也改變了輸出電壓UO的幅度UOm。 圖5-1三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱2測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 4虛擬示波器 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱接入±5V、±15V直流電源，測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱接入±12V直流電源。1調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率f=20KHz，幅度VP-P=8V的正弦信號(hào)，接入“U14 電阻鏈分相細(xì)分電路單元的輸入端ESint。2把信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接入測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱上的“U3 移

29、相電橋單元的輸入端Ui，調(diào)節(jié)“U3移相電橋單元電位器W，使輸出產(chǎn)生余弦信號(hào)，把此余弦信號(hào)接入“U14電阻鏈分相細(xì)分電路單元的輸入端Ecost。3把信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)接入“測(cè)控電路一實(shí)驗(yàn)掛箱上的“U1反相比例電路單元的輸入端Ui，把此單元產(chǎn)生的反相信號(hào)接入“電阻鏈分相細(xì)分電路單元的輸入端-ESint。2用虛擬示波器分別在“電阻鏈分相細(xì)分電路單元的TP1，TP2，TP3，TP4，TP5，TP6，TP7，TP8處觀察所產(chǎn)生的波形即經(jīng)電阻移相網(wǎng)絡(luò)移相后所產(chǎn)生的波形，那么可以觀察到相對(duì)于ESint分別移相了約36º、18º、54º、72º、108º

30、、162º、144º、126º的波形可用李沙育法觀測(cè)。4用虛擬示波器分別在“電阻鏈分相細(xì)分電路單元的U1，U2，U3，U4，U5，U6，U7，U8處觀察所產(chǎn)生的波形，那么在U5和U6處可以觀察到兩路相位差為90º的方波信號(hào)，其頻率為輸入端參加的正弦信號(hào)ESint的五倍頻。五、實(shí)驗(yàn)本卷須知1實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反，否那么就會(huì)燒壞實(shí)驗(yàn)箱上的集成芯片。2實(shí)驗(yàn)過程中，力求使輸入端的三路信號(hào)ESint、Ecost、-Esint的幅值相等，相位滿足相互之間的關(guān)系，以便得到更好的實(shí)驗(yàn)效果。六、思考題根據(jù)前面電阻鏈細(xì)分電路的原理，怎樣設(shè)計(jì)一電阻鏈二倍頻細(xì)分電

31、路。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制出輸入信號(hào)ESint及各輸出端UN(N=18)處所觀測(cè)到的波形曲線注意各波形之間的相位關(guān)系。2說明電阻鏈細(xì)分電路的原理及應(yīng)用。3對(duì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)有什么建議？圖5-2 電阻鏈分相細(xì)分實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)驗(yàn)六 幅度調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?理解幅度調(diào)制與檢波的原理。2掌握用集成乘法器構(gòu)成調(diào)幅與檢波電路的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路圖如圖6-2所示。調(diào)幅就是用低頻調(diào)制信號(hào)去控制高頻載波信號(hào)的幅度，使高頻載波信號(hào)的振幅按調(diào)制信號(hào)變化。而檢波那么是從調(diào)幅波中取出低頻信號(hào)。振幅調(diào)制信號(hào)按其不同頻譜構(gòu)造分為普通調(diào)幅AM信號(hào)，抑制載波的雙邊帶調(diào)制DSB信號(hào)，單邊帶調(diào)制SSB信號(hào)。此實(shí)

32、驗(yàn)主要涉及普通調(diào)幅AM及檢波原理。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1“測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱接入±12V直流電源。 2調(diào)幅波的觀察1把“U12信號(hào)產(chǎn)生單元電源開關(guān)撥到“開方向，調(diào)節(jié)此單元的電位器電位器W1調(diào)節(jié)信號(hào)幅度，電位器W2調(diào)節(jié)信號(hào)頻率，使之輸出頻率為1.3KHz、幅值為1Vp-p的正弦波信號(hào)，接入“U1調(diào)幅單元的調(diào)制波輸入端。2調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)屏上的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率為100KHz、幅值為4.0Vp-p的正弦波信號(hào)，接入“U1調(diào)幅單元的載波輸入端。圖6-1 普通調(diào)幅AM波波形3“U1調(diào)幅單元的輸出端接入示波器CH1，調(diào)節(jié)“U1調(diào)幅單元

33、的電位器W，在示波器上觀測(cè)到如圖6-1所示的普通調(diào)幅AM波。3解調(diào)波的觀察1在保持調(diào)幅波的根底上，將“U1調(diào)幅單元的輸出端接入“U2解調(diào)單元的調(diào)幅波輸入端，把輸入“U1調(diào)幅單元的載波信號(hào)接入“U2解調(diào)單元載波輸入端。2“U2解調(diào)單元的輸出端接入虛擬示波器的CH2，調(diào)節(jié)“U2解調(diào)單元的電位器W1，觀測(cè)到解調(diào)信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)本卷須知1實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反，否那么就會(huì)燒壞實(shí)驗(yàn)箱上的集成芯片。2為了得到更好的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)，外加信號(hào)的幅度不宜過大，請(qǐng)按照“實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟說明局部做實(shí)驗(yàn)。六、思考題集成乘法器調(diào)幅及解調(diào)電路有何特點(diǎn)？試簡(jiǎn)述它們的工作原理。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)觀察結(jié)果繪制相應(yīng)

34、的波形圖，并作詳細(xì)分析。2其它體會(huì)與意見。圖6-2 幅度調(diào)制與解調(diào)單元實(shí)驗(yàn)七 移相電橋?qū)嶒?yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握移相電橋的工作原理和應(yīng)用。2熟悉移相電橋單元的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路圖如圖7-1所示。令Ui輸入端的正弦信號(hào)為=，那么=，其中w為信號(hào)的角頻率，RW為電位器W的有效電阻值。因此當(dāng)改變電位器的阻值時(shí)，將相對(duì)于可以移相0º180º，移相過程中，幅值Um不變。圖7-1 移相電橋?qū)嶒?yàn)電路圖三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1“測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱接入±12V直流電源。 2調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出fi=40KHz，4.

35、0VP-P左右的正弦信號(hào)，接入“U3移相電橋單元的輸入端Ui。3本單元的輸入端Ui和輸出端Uo分別接入虛擬示波器的CH1和CH2，調(diào)節(jié)電位器W，觀測(cè)“Uo端波形的移相情況。五、實(shí)驗(yàn)本卷須知實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反，否那么就會(huì)燒壞實(shí)驗(yàn)箱上的集成芯片。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄相應(yīng)的波形。2分析移相電橋的工作原理。實(shí)驗(yàn)八 脈寬調(diào)制電路實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆彰}沖調(diào)寬電路的工作原理及其應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖8-1所示。RP1及RP2為電位器W2的兩局部，當(dāng)RP1增大時(shí)，那么RP2減小，且RP1+RP2=RW2為一常量，當(dāng)調(diào)節(jié)電位器W2時(shí)，輸出信號(hào)的頻率不變，而它的占空比

36、隨RP1、RP2的值變化，即輸出信號(hào)的脈寬可調(diào)。輸出信號(hào)Uo的頻率為，其中Rd1，Rd2分別為d1，d2二極管正向?qū)〞r(shí)的等效電阻值。本實(shí)驗(yàn)單元利用RP1、RP2來模擬差動(dòng)電阻傳感器的兩臂，從而到達(dá)實(shí)驗(yàn)效果。圖8-1 脈寬調(diào)制電路實(shí)驗(yàn)電路圖三、實(shí)驗(yàn)器件及單元1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 3虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1測(cè)控電路(二)實(shí)驗(yàn)掛箱接入±12V直流電源。2把“U4脈寬調(diào)制單元的輸出端UO接入示波器，調(diào)節(jié)電位器W2，觀測(cè)“UO端波形的變化情況。五、思考題實(shí)驗(yàn)電路是怎樣實(shí)現(xiàn)脈沖調(diào)寬的？六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的差異進(jìn)展分析。實(shí)驗(yàn)九 調(diào)頻及鑒頻實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌

37、握用集成鎖相環(huán)電路構(gòu)成頻率調(diào)制器的工作原理。2掌握用鎖相環(huán)構(gòu)成調(diào)頻解調(diào)器的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)原理1集成鎖相環(huán)調(diào)頻與鑒頻調(diào)頻是用反映信號(hào)的低頻調(diào)制信號(hào)去控制高頻振蕩的輸出頻率，并使之隨調(diào)制信號(hào)的變化規(guī)律變化。它的逆過程稱為頻率解調(diào)，也稱為頻率檢波或鑒頻。本實(shí)驗(yàn)單元采用LM4046數(shù)字集成鎖相環(huán)PLL來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻與鑒頻。鎖相環(huán)的內(nèi)部電路主要由鑒相器和壓控振蕩器VCO兩局部組成。詳細(xì)內(nèi)容可參考有關(guān)課程的相關(guān)內(nèi)容。2LM4046簡(jiǎn)介1鎖相環(huán)調(diào)頻原理鎖相環(huán)調(diào)頻原理框圖如圖9-1所示。圖9-1鎖相環(huán)調(diào)頻原理框圖將低頻調(diào)制信號(hào)加到壓控振蕩器的控制端，使壓控振蕩器的輸出頻率在自由振蕩頻率中心頻率上下隨調(diào)制信號(hào)而

38、變化，即生成了調(diào)頻波。當(dāng)高頻載波頻率與自由振蕩頻率相近時(shí)，壓控振蕩器的振蕩頻率與載波頻率鎖定。圖9-2鎖相環(huán)鑒頻的原理框圖圖9-1中的低通濾波器使得壓控振蕩器中心振蕩頻率與載波頻率鎖定時(shí)所產(chǎn)生的相位誤差電壓通過，它與調(diào)制信號(hào)經(jīng)由加法電路，去控制壓控振蕩器的頻率，從而獲得與載波頻率具有同樣頻率穩(wěn)定度的調(diào)頻波。2鎖相環(huán)鑒頻原理鎖相環(huán)鑒頻原理框圖如圖9-1所示。調(diào)頻波與壓控振蕩器的輸出經(jīng)鑒相器獲得一個(gè)變化的相位誤差電壓，并通過低通濾波器濾去所含有的高頻成份，獲得一個(gè)隨調(diào)制信號(hào)頻率而變的解調(diào)號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了鑒頻。3鎖相環(huán)的自由振蕩頻率的測(cè)量方法以圖9-3所示的4046鎖相環(huán)電路為例作簡(jiǎn)要說明。圖中，PD為

39、相位比較器鑒相器；VCO為壓控振蕩器；C1、R1、R2決定自由振蕩頻率；C3、R3為低通濾波器；14為高頻輸入端，要求輸入方波信號(hào)；4端為VCO輸出端。圖9-3鎖相環(huán)典型電路1自由振蕩頻率f0測(cè)量用示波器觀測(cè)4端的波形應(yīng)為方波，測(cè)量其周期即可換算出自由振蕩頻率f0。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱接入±12V直流電源。2鎖相環(huán)自由振蕩頻率f0的測(cè)量把“U5頻率調(diào)制單元的載波輸入端和調(diào)制波輸入端對(duì)地短接，把單元的調(diào)頻波輸出端接入示波器，調(diào)節(jié)本單元的電位器W，用示波器觀察的輸出波形，并記下波形頻率； 3調(diào)頻波的觀察 1把“

40、U12信號(hào)產(chǎn)生單元電源開關(guān)撥到“開方向，調(diào)節(jié)此單元的電位器電位器W1調(diào)節(jié)信號(hào)幅度，電位器W2調(diào)節(jié)信號(hào)頻率，使之輸出頻率為1KHz、幅值為1VP-P的正弦波信號(hào)，接入“U5頻率調(diào)制單元的調(diào)制波輸入端。2調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)屏上的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率等于步驟2所測(cè)得頻率、幅值為3.5VP-P的正弦波信號(hào)，接入“U5頻率調(diào)制單元的載波輸入端。(3) 把調(diào)制波輸入端和調(diào)頻波輸出端分別接入示波器的CH1和CH2，調(diào)節(jié)電位器W，觀察調(diào)頻波的稀密變化過程。4觀測(cè)系統(tǒng)的鑒頻情況在觀測(cè)調(diào)頻波的根底上，把“U5頻率調(diào)制單元的調(diào)頻波輸出端接入“U6鑒頻單元的調(diào)頻波輸入端即將調(diào)頻波導(dǎo)入解調(diào)鎖相環(huán)，把“U5頻率調(diào)制單元的調(diào)

41、制波輸入端和“U6鑒頻單元的解調(diào)輸出端分別接入示波器的CH1和CH2，調(diào)節(jié)“U6鑒頻單元電位器W，觀察調(diào)制信號(hào)及解調(diào)輸出端的信號(hào)波形。五、實(shí)驗(yàn)本卷須知實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反，否那么就會(huì)燒壞實(shí)驗(yàn)箱上的集成芯片。六、思考題1鎖相環(huán)調(diào)頻與鑒頻均有低通濾波器，它們的特性有何不同？2鎖相環(huán)調(diào)頻時(shí)，外加載波信號(hào)頻率與壓控振蕩器的中心頻率，那個(gè)頻率穩(wěn)定度要求較高？七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理所觀測(cè)到的波形與數(shù)據(jù)，并繪制相應(yīng)的波形圖。2通過實(shí)驗(yàn)，對(duì)集成數(shù)字鎖相環(huán)的應(yīng)用有何認(rèn)識(shí)。3總結(jié)實(shí)現(xiàn)鎖相調(diào)頻與鑒頻的方法。 圖9-4 鎖相調(diào)頻及鑒頻實(shí)驗(yàn)原理圖實(shí)驗(yàn)十 開關(guān)電容濾波器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉及掌握集成開關(guān)電

42、容濾波器的構(gòu)成原理及應(yīng)用。2掌握濾波器的濾波特性。二、實(shí)驗(yàn)原理及電路1集成濾波器MF10芯片簡(jiǎn)介集成濾波器MF10芯片內(nèi)部框圖及其引腳圖如圖10-1所示。開關(guān)電容集成濾波器MF10是一種通用型開關(guān)電容濾波器集成電路，依外部接法不同，可實(shí)現(xiàn)低通、高通、帶通、帶阻和全通等濾波特性。開關(guān)電容集成濾波器無(wú)需外接決定濾波頻率的電阻和電容，其濾波頻率僅由輸入時(shí)鐘fclk決定，通常時(shí)鐘頻率fclk應(yīng)高于信號(hào)頻率的50倍或100倍。其內(nèi)部集成了兩組MF5，兩個(gè)MF5既可分別構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的二階開關(guān)電容濾波器，又可級(jí)聯(lián)成四階開關(guān)電容濾波器。其內(nèi)部框圖及引腳圖如圖10-1所示，第417腳為內(nèi)部運(yùn)放反相輸入端INVA

43、(INVB)；第516腳為求和輸入端SIA(SIB)；第120腳為低通輸出端LPA(LPB)；第219腳為帶通輸出端BPA(BPB)；第318腳為帶阻/全通/高通輸出端N/AP/ HPA(N/AP/HPB)，第1011腳為時(shí)鐘輸入端CLKA(CLKB)；第12腳用于設(shè)定時(shí)鐘頻率fclk與濾波器的頻率f0的比值；當(dāng)?shù)?2腳接高電平時(shí) ，那么 ；接地時(shí)， ，那么 ；只要在時(shí)鐘輸入端CLKA(CLKB)控制輸入的時(shí)鐘頻率，就可以改變?yōu)V波頻率，這樣可以實(shí)現(xiàn)濾波頻率的數(shù)字控制。濾波器的Q值通過外接電阻設(shè)定。圖10-1 MF10內(nèi)部框圖及引腳圖2電路說明實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖10-2所示。短接J1的1-2，J

44、2的1-2，J3的2-3，J4的1-2時(shí)，那么構(gòu)成二階低通濾波器；短接J1的1-2，J2的1-2，J3的2-3，J4的4-5時(shí)，那么構(gòu)成二階高通濾波器；短接J1的1-2，J2的1-2，J3的2-3，J4的2-3時(shí)，那么構(gòu)成二階帶通濾波器；短接J1的2-3，J2的1-2，J3的1-2，J4的4-5時(shí)，那么構(gòu)成二階帶阻濾波器；短接J1的2-3，J2的2-3，J3的1-2，J4的4-5時(shí)，那么構(gòu)成二階全通濾波器；圖10-2 開關(guān)電容濾波器實(shí)驗(yàn)電路圖三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1測(cè)控電路(二)實(shí)驗(yàn)掛箱接入±5V直流電源。2時(shí)鐘信號(hào)的觀察把“U

45、10 開關(guān)電容濾波器單元的“時(shí)鐘信號(hào)端接入示波器，觀察時(shí)鐘信號(hào)的波形。3調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出正弦信號(hào)，接入輸入端，輸出端接示波器，按照前面“電路說明局部，通過切換短路帽分別接成低通、高通、帶通、帶阻、全通濾波器，用虛擬示波器同時(shí)觀察輸入信號(hào)與輸出信號(hào)，改變輸入信號(hào)的頻率，記錄輸出信號(hào)的幅度及相位隨輸入信號(hào)頻率變化的情況。五、實(shí)驗(yàn)本卷須知實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反，否那么就會(huì)燒壞實(shí)驗(yàn)箱上的集成芯片。六、思考題1用集成開關(guān)電容濾波器MF10設(shè)計(jì)一濾波器需注意哪些問題。2試用MF10設(shè)計(jì)一個(gè)四階低通濾波器，要求品質(zhì)因數(shù)Q1=1，Q2=0.5，其截止頻率f0=2KHz，試畫出其原理圖。七、

46、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制以上幾種濾波器的濾波特性曲線圖。實(shí)驗(yàn)十一 開關(guān)式相乘調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解“開關(guān)式相乘調(diào)制的特點(diǎn)和這種調(diào)制方式的組成原理。2通過實(shí)驗(yàn)電路的組成、波形的觀測(cè)來理解這種調(diào)制方式的優(yōu)缺點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理1電路的組成開關(guān)式相乘調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)電路框圖見以下列圖所示，主要由調(diào)制電路，開關(guān)信號(hào)產(chǎn)生電路，解調(diào)電路組成。圖11-1 開關(guān)式相乘調(diào)制原理框圖 圖11-2 解調(diào)局部原理框圖2實(shí)驗(yàn)電路的工作原理這是一種簡(jiǎn)單的開關(guān)式相乘調(diào)制實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)上有一定的代表性，比較清晰直觀，能使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)和方便測(cè)試。如圖11-3所示調(diào)制電路是一種單管調(diào)制器，采用場(chǎng)效應(yīng)

47、管Q1(3DJ6F)來?yè)?dān)任，利用其阻抗高的特點(diǎn)和控制靈敏的優(yōu)越性，能很好的滿足調(diào)制要求。G極參加開關(guān)控制信號(hào)方波，D極輸入調(diào)制信號(hào)正弦信號(hào)，在輸出端UO處可觀測(cè)到理想的開關(guān)式幅度調(diào)制信號(hào)。信號(hào)的解調(diào)局部電路主要利用實(shí)驗(yàn)十“開關(guān)電容濾波器實(shí)驗(yàn)作低通濾波器提取開關(guān)式幅度調(diào)制信號(hào)中的基帶信號(hào)，從而獲得解調(diào)信號(hào)。圖11-1 開關(guān)式相乘調(diào)制電路三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟一已調(diào)信號(hào)的觀測(cè)1測(cè)控電路(二)實(shí)驗(yàn)掛箱接入±5V直流電源。 2調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率為15KHz，幅值為6.0VP-P的正弦波信號(hào)如圖11-2，接入“U8波形變換單元的

48、輸入端Ui，“U8波形變換單元的輸出端Uo接示波器，在示波器上可觀測(cè)到開關(guān)控制信號(hào)方波，如圖11-3所示。3把“U8波形轉(zhuǎn)換單元的輸出Uo端接入“U7開關(guān)式調(diào)制單元的Uc端即將開關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)入到開關(guān)式調(diào)制單元。 4把“U12信號(hào)產(chǎn)生單元電源開關(guān)撥到“開方向，調(diào)節(jié)此單元的電位器電位器W1調(diào)節(jié)信號(hào)幅度，電位器W2調(diào)節(jié)信號(hào)頻率，使之輸出頻率為1.3KHz、幅值為1VP-P的正弦波信號(hào)，接入“U7開關(guān)式調(diào)制單元的Ui端，如圖11-2所示，把“U7開關(guān)式調(diào)制單元的UO端與UC端分別接入示波器的CH1和CH2，可觀察到已調(diào)信號(hào)如圖11-4與開關(guān)控制信號(hào)方波的關(guān)系。二解調(diào)信號(hào)的觀測(cè)1在上面步驟的根底上，把“

49、U7開關(guān)式調(diào)制單元的UO端接入“U10開關(guān)電容濾波器單元此單元電路接成低通濾波器的“輸入端即將已調(diào)信號(hào)導(dǎo)入到低通濾波器。2用虛擬示波器同時(shí)觀測(cè)“U7開關(guān)式調(diào)制單元的Ui端及“U10開關(guān)電容濾波器單元的“輸出端的信號(hào)波形。圖11-2 調(diào)制信號(hào) 圖11-3 開關(guān)控制信號(hào) 圖11-4 已調(diào)信號(hào)五、實(shí)驗(yàn)本卷須知1實(shí)驗(yàn)掛箱中的直流電源正負(fù)極切忌接反，否那么就會(huì)燒壞實(shí)驗(yàn)箱上的集成芯片。2實(shí)驗(yàn)過程中，外加調(diào)制信號(hào)幅度不要過大，請(qǐng)按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟說明局部進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，以便得到更好的實(shí)驗(yàn)效果。六、思考題試闡述開關(guān)式相乘調(diào)制及解調(diào)的工作原理。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制觀測(cè)到的波形圖。實(shí)驗(yàn)十二 精細(xì)全波整流

50、及檢波實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握精細(xì)全波整流電路的構(gòu)成及工作原理。2掌握精細(xì)全波整流電路在檢波電路中的功能。二、實(shí)驗(yàn)原理一實(shí)驗(yàn)電路框圖如圖12-1所示調(diào)幅AM信號(hào)的包絡(luò)線形狀與調(diào)制信號(hào)一致。只要能檢出調(diào)幅信號(hào)的包絡(luò)線即能實(shí)現(xiàn)解調(diào)，這種方法又稱包絡(luò)檢波。普通調(diào)幅AM信號(hào)通過精細(xì)全波整流電路進(jìn)展全波整流，然后經(jīng)低通濾波器取出低頻成分，經(jīng)過信號(hào)放大，從而獲得解調(diào)信號(hào)。圖12-1 實(shí)驗(yàn)電路框圖二實(shí)驗(yàn)電路工作原理實(shí)驗(yàn)電路如圖12-2所示。運(yùn)放N1，二極管D1、D2，電阻R1、R2、R3，R4構(gòu)成半波檢波電路。運(yùn)放N2，電阻R5、R6、R7，R8構(gòu)成反相輸入加法電路，并與前端的半波檢波電路一起構(gòu)成全波檢波電路

51、。圖12-2 精細(xì)全波整流電路圖三、實(shí)驗(yàn)器件及單元1測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3虛擬示波器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1把±5V、±12V直流電源接入“測(cè)控電路二實(shí)驗(yàn)掛箱。2把“U12信號(hào)產(chǎn)生單元電源開關(guān)撥到“開方向，調(diào)節(jié)此單元的電位器電位器W1調(diào)節(jié)信號(hào)幅度，電位器W2調(diào)節(jié)信號(hào)頻率，使之輸出頻率為1.3KHz、幅值為1Vp-p的正弦波信號(hào)用示波器觀察其波形輸出，接入“U1幅度調(diào)制單元的調(diào)制波輸入端。3調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)屏上的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使之輸出頻率為100KHz左右、幅值為4.0VP-P的正弦波信號(hào)，接入“U1調(diào)幅單元的載波輸入端。4“U1調(diào)幅單元的輸出端接入示波器CH1，調(diào)節(jié)“U1調(diào)幅單元的電位器W，在示波器上觀測(cè)到如圖12-3所示的普通調(diào)幅AM波。圖12-3 普通調(diào)幅AM波圖 12-4 精細(xì)全波整流后的波形5連接“U1幅度調(diào)制單元的“調(diào)幅波輸出端與“U11精細(xì)全波整流單元的US端即把調(diào)