常熟理工学院电气与自动化工程学院-常熟理工学院先进自动化与测控.DOC

常熟理工学院电气与自动化工程学院 测控电路 实验指导书 2012年5月 实验一 差动放大器特性实验 实验目的 掌握仿真软件Multisim10.0的使用方法； 了解差动放大器的结构、原理和用途； 了解零漂差生的原理与抑制零漂的方法； 掌握差动放大电路放大倍数的调节和注意事项。 实验设备 装有电路仿真软件Multisim10.0的电脑。 实验原理 下图是由LM324集成运算放大芯片构成的高输入阻抗差分放大电路，应用十分广泛。从仪器测量放大器到特种测量放大器，几乎都能见到其踪迹。 由图中可以看到U26A、U26C两个同相运放电路构成输入级，在与差分放大器U26B串联组成三运放差分放大电路。电路中有关电阻保持严格对称，具有以下几个优点： U26A和U26C提高了差模信号与共模信号之比，即提高了信噪比； 在保证有关电阻严格对称的条件下，各电阻阻值的误差对该电路的共模抑制比KCMRR没有影响； 电路对共模信号几乎没有放大作用，共模电压增益接近零。 因为电路图中R34=R35，R36=R37，R38=R39，故可导出两级差模总增益为：Avd=(Rb4+2R34)/Rb4*R38/R37。通常，第一级增益要尽量高，第二级增益一般为1~2倍，因此本实验第一级选择10倍，第二级为1倍，则取R36=R37=R38=R39=10KΩ，要求匹配性好，一般选用金属膜电阻，阻值可在10KΩ~几百KΩ间选择，则Avd=(Rb4+2R34)/Rb4。 先定Rb4，通常在1 KΩ~10 KΩ内，这里取Rb4=1 KΩ，则可由上式求得R34=4.5 KΩ，取标称值5.1 KΩ。U26A和U26C应选用低温漂、高KCMRR的运放，性能一致性要好。 实验步骤 搭接电路 在Multisim10.0电路仿真软件上，根据上图所示，利用所给元器件正确搭接电路。LM324四运放放大器是内含四个特性近似相同的高增益、内补偿放大器的单电源（也可以是双电源）运算放大器，其引脚图如下所示： 静态调试 要求运放各管脚在零输入时，电位正常，与估算值基本吻合。 动态调试 根据电路给定的参数，进行高阻抗差分放大电路的输出测量。可分为差模、共模方式输入，并将测试结果记录在下列表格中。 实验结果 Vcc= V，Vee= V，Rb4= KΩ 输出信号 输入信号（mV） Vi1=0 Vi1=100 Vi1=200 Vi1=100 Vi1=-200 Vi2=0 Vi2=100 Vi2=200 Vi2=-100 Vi2=200 VodA1 VodA2 VodA3 VocA1 VocA2 VocA3 思考题 LM324的11引脚接地和接负电源有什么区别？ 实验二 信号调制、解调和滤波器实验 实验目的 1、了解Multisim 10软件的特点，熟悉Multisim 10在电子线路设计中的仿真过程。 2、掌握Multisim 10的基本操作。 3、掌握模拟乘法器进行幅度调制的基本原理和方法。 4、掌握一阶RC有源低通滤波器的基本原理和方法。 二、实验设备 计算机、Multisim 10软件 三、实验原理 1、模拟乘法器幅度调制原理 通过课本第三章的学习可知，利用硬件电路对信号幅度进行幅度调制有三种方法，分别是乘法器调制、开关电路调制和信号相加调制。模拟乘法器调制是一种基本的、便于理解的一种方法。 对于双边带幅度调制，由下式可知， 只要用乘法器将与测量信号x成正比的调制信号与载波信号相乘，就可以实现双边带调幅。下图是其原理图，图中K为乘法器增益，其量纲为。 2、包络检波 从已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。 简单检波电路一般可采用二极管，利用其单向导电性能，从调幅信号中，截去调幅信号的下半部，再经低通滤波，滤除高频信号，即可获得所需调制信号，实现解调。因此，包络检波就是建立在整流的原理基础上的。 3、调制与解调实验原理图 下图是利用Multisim 10软件自带的虚拟乘法器所构成的双边带调幅仿真电路和二极管包络检波电路。图中，载波信号为100kHz，1Vpk的正弦信号，调制信号为1kHz，1Vpk的正弦信号，经模拟乘法器（Sources—CONTROL_FUMCTION_BLOCKS—MULTIPLIER）运算获得调幅信号，通过示波器的A通道观察调幅信号的波形。 检波电路由单向导电器件二极管和RC无源低通滤波器级联而成，选择合适的R1和C1，就可通过示波器的B通道观察检波后的信号。 4、一阶RC低通有源滤波器原理图 如下图所示，电路第一级为同相比例加法运算电路，由于R2、R3、R4