河工大生物医学电子学实验报告讲解.doc

实验二 RC有源滤波器 -  PAGE 12 - -  PAGE 17 -- 实验报告 生物医学电子学 实验一 生物电前置放大器 一、实验目的 了解三运放生物电前置放大器设计原理，掌握放大器的设计、调试和测量方法，熟悉protel软件。 二、实验原理及说明 应用场合 放大器的设计一般采用定性分析、定量估算、实验调整结合的方法。在设计过程中，首先根据使用要求选择放大器的放大倍数、放大器的级数和放大器的电路形式，计算确定各个电阻元件的取值，然后连接电路并实际测量放大器的各项参数，根据测量结果对电路进行适当调整，以满足具体设计要求。 工作原理 人体体表心电信号的幅值约为1-2mV，要求放大器的总放大倍数为40倍。本实验采用三运放差动放大器，电路形式如下图所示。 设计时，要按照所给定的电路形式，分配各级放大器的放大倍数，然后根据放大倍数计算出放大电路中各个电阻的阻值。 原理图 A1 - + A2 + - R4=3k R6=16k Rw2=5k ui2 R1=8.2k R0=5k R2=8.2k ui1 A3 + -— A4 + - R7=15k C1=1uF R5=24k R3=3k Vo 三、实验内容与步骤 元件值设定 根据教材相关内容和实验原理，设定合适的电阻等元件值。 2. 建立仿真电路图 熟悉protel软件，按照图中所示，选择LM348作为运算放大器，建立仿真电路图。 3. 电路参数调试 (1) 静态工作点：将放大器两输入端对地短路，观察各级放大器输出波形并记录幅值，若各个输出端均小于0.5V即为合格。 (2) 差模增益：将20Hz，1mv的正弦信号接到放大器的一个输入端而另一端接地，观察输出波形，并记录。计算差模增益：。 (3) 共模增益：将放大器两输入端共同接2V/50Hz的正弦信号，观察输出波形并记录的幅值，计算共模增益。 (4) 计算共模抑制比： 四、实验要求 认真阅读实验原理及说明，理解生物电前置放大的基本原理，独立完成实验，总结分析实验结果，写出完整的实验报告，熟悉protel软件的使用。 实验二 RC有源滤波器 一、实验目的 通过实验，熟悉由运放组成RC有源滤波器的工作原理。 掌握二阶RC有源滤波器的工程设计及安装调试技术。 二、实验原理及说明 应用场合 用运放与少量RC元件构成的有源滤波器具有体积小、性能好、调整方便等优点。在信号处理方面得到了极为广泛的应用。但因受运放本身带宽的限制，目前仅适用于低频范围。 二阶带通有源滤波器 图2-1是二阶带通有源滤波器的典型电路，实际上它是将二阶低通滤波器电路中的一级改为高通而得。若取C1=C2=C，且，则它的传递函数可以写成： 图 2-1 带通滤波器 与传递函数比较可得： 由于，则该滤波器的带宽为： 这种电路的优点是改变反相段RF与Rf之比值，就可以调整其带宽，而不影响中心频率。 三、实验内容与步骤 按照图2-1所示电路画出仿真电路，放大器采用LM324。 测量其幅频持性，定出A0、f0和Q值，并与理论值进行比较。 50Hz 1000Hz 四、实验要求 复习二阶系统有关内容弄清实验电路的基本工作原理。 根据图2-1所示带通滤波器，计算出带通滤波器的A0、f0和Q值，以便和实验值比较。完成实验报告。 二阶低通滤波器基本原理： =0.90410 =201791.22 32116.070 =0.1459 实验三 温度测试 一、实验目的 了解PT1000温度传感器的特性及使用方法。 掌握温度测试电路的原理及设计方法。 二、实验原理及说明 图3-1 温度测试电路原理图 1、温度测试电路原理图如图3-1。 2、温度传感器由铂电阻PT1000构成，铂电阻一般以0.03～0.07mm的纯铂丝绕在平板型支架上，用银导线作引出线。铂电阻属无源器件，性能比较稳定。PT1000是铂电阻温度传感器，它适用于测量-60℃到+400℃之间的温度。 PT1000在0℃时，阻值为1000Ω，随着温度的变化电阻值成线性变化，温度每变化1℃，电阻值相应变化3.90Ω。 3、测温电路为恒流电路，即流经Rt的电流是恒定的。当温度变化时，PT1000温度传感器的电阻值相应变化，由于流经温度传感器的电流不变，其上电压随着阻值的变化而变化,TEPvb点的电压值亦随着变化，它反映的就是温度变化状况，后边由R85,R86,RW8和运放组成的电路将TEPvb点的电压放大到0-5V范围内供A/D转换电路进行转换。 在图3-1中，假定U29的反相输入(2脚)电压为e1, 流经Rt的电流是i1，则有以下公式成立： i1=(Vin-e1)/R84