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实验指导书年（精品） 测控电路实验指导书xx年5月实验一相敏检波器选频特性 一、实验目的 1、掌握有源滤波器快速设计方法； 2、熟悉有源滤波器电路； 3、掌握有源滤波器频率响应特性概念及幅频特性测试方法； 4、熟悉开关式相敏检波器电路及工作原理； 5、熟悉相敏检波器选频特性及其测试方法； 6、深刻理解放大器频率特性及虚短等概念，掌握放大器线性和非线性应用。 二、实验设备与元器件 1、设备信号发生器、直流稳压电源、示波器、万用表、交流毫伏表、面包板 2、元器件运算放大器 741、触发器 4013、模拟开关 4066、电阻、电容若干 三、需要掌握理论知识点 1、理想滤波器的逼近类型有哪些，各自特点是什么，如何选择合适的类型？ 2、二阶滤波器电路类型及其各自特点？ 3、低通滤波器传递函数、幅频特性、相频特性； 4、双边带调制信号怎么形成的？需要采用什么解调方法？ 5、相敏检波器工作原理，开关式式相敏检波器电路工作原理； 6、相敏检波器选频特性和鉴相特性。 四、基本实验内容与探索内容 1、基本实验内容 （1）滤波器幅频特性测试1)设计有源二阶低通滤波器，其增益Kp=1,截止频率Kc=2000Hz；2)按设计所确定的电路参数连接低通滤波器；3)进行低通滤波器幅频特性测试。 （2）相敏检波器选频特性实验1)按附图1所示原理图进行电路连接。 当A、B两输入端加同一方波信号时观察图示各点波形；2)将由图示D触发器4013产生的二分频信号加在B输入端，A点接原信号观察图中各点波形。 2、探索内容 （1）运算放大器本身具有怎样的滤波特性? （2）运算放大器什么情况下存在虚短？1)积分电路；2)只存在负反馈的反向放大器中反馈电阻的影响；3)正反馈和负反馈同时存在情况，反馈深度的影响；4)其它情况。 五、实验报告主要内容和要求 1、实验目的； 2、实验内容； 3、实验设计、实验结果与分析；包括基本理论、实验电路原理图及接线图、实验结果及分析。 其中，应该包括?画出所设计的低通滤波器电路，并注明元件参数；?画出幅频特性测试原理图，说明测试方法与步骤；?以表格形式绘出幅频特性测试数据，并画出其特性曲线；?画出相敏检波器选频特性实验连接电路图及各点波形，解释相敏检波器选频特性；?分析普通运算放大器的频率响应特性曲线；?总结和分析运算放大器在各种电路中虚短特性及其在电路分析中的作用。 六、预习要求 1、掌握指导书第三部分的理论知识点； 2、设计有源二阶低通滤波器，其增益Kp=1,截止频率Kc=2000Hz；画出电路原理图和接线图； 3、参考附图一，画出相敏检波器选频特性实验电路原理图、接线图以及相敏检波器选频特性实验1）和2）两种情况下各点波形。 七、附图图1相敏检波器原理图图2741管脚图图34013双D触发器管脚图图44066四双向模拟开关图5二分频原理实验二光电信号传输处理实验 一、实验目的 1、掌握光电检测器设计方法； 2、掌握420mA发送器设计方法； 3、掌握420mA电流传输信号的原理和作用。 二、实验设备与元器件 1、设备直流稳压电源、示波器、万用表、面包板 2、元器件运算放大器 741、420mA发送器（AD694）、光敏三极管（3DU20）、电阻、电容、滑动变阻器若干 三、需要掌握理论知识点 1、光电检测电路原理； 2、电压/电流转换原理及典型芯片使用方法； 3、信号传输中采用电流传输和电压传输。 四、基本实验内容与探索内容 1、基本实验内容 （1）光电检测实验搭建LED和光敏三极管组成的光电检测电路，输出电压范围为02V。 （2）电压信号远距离传输实验调整光强，使光电检测器输出电压在02V之间变化，分别测量在未经长线传输时和经长线传输后负载上的电压和电流值，并填在表1中。 表1不加V/I转换时的测量值光电检测器输出电压VO（V）0.4未经长线传输时负载电压（V）未经长线传输时输出电流IO（mA）经长线传输后负载电压（V）经长线传输后输出电流IO（mA）0.81.21.62.0（3)V/I转换实验搭建V/I转换电路，实现02V到420mA转换。 （4）电流信号远距离传输实验调整光强，使V/I转换电路输出电流在02V之间变化，分别测量在未经长线传输时和经长线传输后负载上的电压和电流值，并填在表2中。 表2加V/I转换后的测量值光电检测器输出电压VO（V）0.4未经长线传输时负载电压（V）未经长线传输时输出电流IO（mA）经长线传输后负载电压（V）经长线传输后输出电流IO（mA）0.81.21.62. 02、探索内容 （1）在远距离信号传输中，若采用电流传输方式，则最远传输距离有无限制？ （2）如果光电检测电路（I/V转换）得到的是0-10V，如何转换成4-20mA输出？ （3）环境光对实验结果有什么影响？如何避免环境光影响测量结果？ 五、实验报告主要内容和要求 1、实验目的； 2、实验内容； 3、实验设计、实验结果与分析；包括基本理论、实验电路原理图及接线图、实验结果及分析。 其中，应该包括?画出所设计的光电检测电路和V/I转换电路，并注明元件参数；?分析记录的测试数据；?探索内容有关的设计、实验和分析等。 六、预习要求 1、设计LED和光敏三极管组成的光电检测电路，输出电压范围为02V； 2、设计V/I转换电路，实现02V到420mA转换。 七附图LED发光光电转换I/V转换放大输出0-2V电压输出负载传输图1不加V/I转换光电检测器信号远距离传输参考框图0-2V电压输出V/I转换负载4-20mA电流输出传输图2加V/I转换光电检测器信号远距离传输参考框图图3AD694管脚图图4420mA发送器(AD694)参考电路实验三直流电机测量控制 一、实验目的 1、了解脉宽调制（PWM）信号产生方法； 2、掌握直流电机驱动原理和方法； 3、掌握脉宽调制控制直流电机的基本工作原理。 4、掌握电机转速测量方法。 二、实验设备与元器件 1、设备直流稳压电源、示波器、万用表、面包板 2、元器件直流电机控制芯片TD 340、达林顿驱动器 2803、霍尔传感器 3141、电阻、电容、滑动变阻器若干 三、需要掌握理论知识点 1、脉宽调制原理； 2、直流电机工作原理及驱动方法； 3、电机转速测量原理和方法。 四、基本实验内容与探索内容 1、基本实验内容 （1）脉宽调制电路实验搭建脉宽调制电路，用示波器观察脉宽调制信号，并记录分析输入电压和输出PWM信号之间的关系。 （2）直流电机驱动实验利用PWM信号控制驱动直流电机转动，观察脉宽信号和直流电机转速关系。 （3）直流电机转速测量实验搭建转速测量电路，利用霍尔传感器测量电机转速，记录输出信号波形以及输入控制电压和电机转速之间关系。 2、探索内容 （1）如何控制直流电机的旋转方向？ （2）如何利用负反馈闭环控制电机转速？ （3）如果需要驱动大功率直流电机（电流达几安甚至几十安），如何设计驱动电路？ （4）有哪些PWM信号产生方法？ 五、实验报告主要内容和要求 1、实验目的； 2、实验内容； 3、实验设计、实验结果与分析；包括基本理论、实验电路原理图及接线图、实验结果及分析。 其中，应该包括?画出所设计的直流电机测量与控制电路，并注明元件参数。 ?分析记录的波形和测试数据；?探索内容有关的设计、实验和分析等。 六、预习要求 （1）设计电机转速测量传感器和测量信号读取方法（参考实验室现有霍尔传感器3141）； （2）设计电机控制电路（参考附图，一种参考方案PWM信号产生