2014测控电路实验指导

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1、注意：接线时务必关闭电源，接好线检查无误方可打开电源开关，实验过程中不要使电源持续工作太长时间，以免造成芯片过热烧坏。实验1高共模抑制比放大电路――仪器放大器一、实验目的1．进一步了解运算放大电路的应用。2．掌握仪器放大器的调试及测量方法。二、实验电路原理一般来说，对于测量放大器，主要要求其放大倍数要高，以便对微弱信号进行放大；其输入阻抗要高，以便减少对微弱信号的影响；其共模抑制比要高，以便抑制线路上可能串入的共模干扰。下面介绍两种高共模抑制比放大电路：1．两运放仪器放大器来自传感器的信号通常都伴随着很大的共模电压（包括干扰电压）。一般采用差动输入集成运算放大器来抑制

2、它，但是必须要求外接电阻完全平衡对称、运算放大器具有理想特性。否则放大器将有共模误差输出，其大小既与外接电阻对称精度有关，又与运算放大器本身的共模抑制能力有关。一般运算放大器共模抑制比可达80dB，而采用由几个集成运算放大器组成的测量放大电路，共模抑制比可达100～120dB。图5－1所示是由两个运算放大器组成共模抑制约100dB的差动放大电路――两运放仪器放大器。图5－1两运放仪器放大器由电路可得uo1=(1+)ui1,=所以uo=(1+)ui2－(1+)ui1因输入共模电压uic=(ui1+ui2)/2，输入差模电压uid=ui2－ui1,可将上式改写为uo=(1

3、－)uic+(1++)uid为了获得零共模增益，上式等号右边第一项必须为零，可取＝＝此时，电路的差动闭环增益为Kd=1+这种电路采用了两个同相输入的运算放大器，因而具有极高的输入阻抗。2．三运放仪器放大器在自动控制和非电量系统中，常用各种传感器将非电量（温度、应变、压力等）的变化变换为电压信号，而后输入系统。但这种电信号的变化非常小（一般只有几毫伏到几十毫伏），所以要将电信号加以放大，有的甚至放大上千倍或上万倍，因此都采用这种仪表放大电路（如图11-2所示）。电路有两级放大级，第一级由A1、A2组成，他们都是同相输入，输入电阻高，并且由于电路结构对称，可抑制零点漂移；

4、第二级由A3组成差动放大电路，它具有很大的共模抑制比、极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。如果R2=R3、R4=R5、R6=R7改变R1的电阻阻值，即可调节放大倍数，而不影响电路的对称性。图5－2三运放仪器放大电路由电路可得由此可得，于是，输入级的输出电压，级运算放大器A1、A2输出之差为其差模增益由此可得，当A1、A2性能一致时，输入级的差动输出及其差模增益只与差模输入电压有关，而其共模输出、失调及漂移均在R1两端相互抵消，因此电路具有良好的共模抑制能力，又不要求外部电阻匹配。但为了消除A1、A2偏置电流等的影响，通常取R2=R3。第二级A3组成差分放大电路，

5、外接电阻完全对称。有（R4=R5，R2=R3）电路的总电压放大倍数为另外，这种电路还具有增益调节能力，调节R1可以改变增益而不影响电路对称性。三运放仪器放大器抑制共模成分的能力取决于A3，因此，它的增益常设计为1，即取R4=R5=R6＝R7。而且，要求这四个电阻必须严格匹配，以保证电路严格对称。三、实验设备1.RTCLK01测控电路实验箱4.±12V直流电源2.函数信号发生器5.直流电压表3.双踪示波器四、实验内容及步骤1．检查芯片对照如图5－3所示反相放大电路检查芯片。VI=0.1V、R1=10kΩ、Rf=100kΩ、R2=10kΩ，测量VO的幅值。2．μA741芯

6、片检查无误后，实验电路如图5－1、5－2仪器放大器，令f=1kHz，VI1=VI2=0V，用数字万用表测量VO1=VO2=VO。3．测量共模电压放大倍数单端输入，vI=5mV，f=1kHz的输入信号，测量输出电压vO的值。4．测量差模电压放大倍数双端输入，vI=5mV，f=1kHz的输入信号，测量输出电压vO的值。五、报告要求1．计算仪器放大器的放大倍数AV的值与理论值比较。2．掌握仪器放大器的应用范围。六、预习要求1.复习仪器放大器的工作原理，推导出AV的计算关系式。2.了解仪器放大器在精密测量和控制系统中的应用范围。实验2、幅度调制与解调实验一、实验目的1、了

7、解幅度调制解调的原理与方法。2、掌握用集成模拟乘法器构成调幅的方法。3、掌握用开关式原理实现相敏检波的方法。4、了解开关式原理实现相敏检波的主要指标、检波效率及波形失真。二、实验原理1.调幅与检波原理简述调幅就是用低频调制信去控制高频振荡（载波）的幅度，使高频振荡的幅度呈调制信号的规律变化；而检波则是从调幅波中取出低频信号。振幅调制信号按其不同频谱结构分为普通调幅信号（AM），抑制载波的双边带调制信号（DSB）、抑制载波和一个边带的单边带调制信号。把调制信号和载波同时加到一个非线性元件上（例如晶体二极管和晶体三极管），经过非线性变换电路，就可以产生