电子系统设计实验-贾东立

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1、实验一、实验设计假定有一个受到噪声污染的2KHz、10mV的弱传感器检测信号，完成对该信号的放大、滤波和采集电路设计。二、实验框图放大滤波AD转换单片机电源实验框图三、总要求完成电路设计、查找合适的器件封装，实现PCB电路版图，给出每一个实验的实验报告。实验一放大滤波电路设计一、实验目的1.掌握实际运放的参数如开环放大倍数、偏置电流、零漂、共模抑制比等指标对放大性能的影响。2.掌握滤波电路Q值对滤波性能的影响、了解群时延的概念。3.掌握放大电路在滤波电路构成中的作用。二、实验内容1.设计放大电路；2.设计滤波电路；3.确定具体的电路

2、器件型号及参数，绘制电路图。4.对电路进行仿真测试。三、实验原理假定有一个受到噪声污染的2KHz、10mV的弱传感器检测信号，现需要对其进行放大、滤波，得到一个幅值为2V的干净的单频信号。设计相关电路，并对该电路进行仿真验证。放大滤波电路的设计一般合并在一起进行，即做成相应的有源滤波电路，同时能够满足系统的增益要求，滤波电路一般采用多阶方案，设计过程中应选定具体的器件型号和参数，从实验中观察不同器件参数对性能的影响。确定最佳参数，从中掌握电路设计器件的选型原理，参数的合理选择等。四、实验步骤第一步：根据要求设计相应的放大电路。包括选

3、定运放的具体型号，配置运放外围器件如电阻电容等参数。对放大电路进行仿真，查看具体运放参数对电路的影响。修改运放外围器件参数，查看测试结果。最终得到合理的增益。第二步：根据系统要求设计相应滤波器，滤波电路一般选用4阶至6阶，阻带衰减达到-40dB到-60dB，电路结构采用压控滤波器形式，参数值选择巴特沃斯滤波器或切比雪夫滤波器，体会滤波器Q值对滤波器性能的影响。第三步：根据需要，合并滤波电路和放大电路，使得总电路满足系统的增益要求和衰减要求，同时要注意上下级电路之间的匹配，对该电路进行总体仿真。第四步：确定最终电路图，绘制Protel

4、SCH电路图，选定元器件参数和封装，为PCB制版做准备。五、实验总结实验二低压差稳压电源电路设计一、实验目的1.掌握电源电路的常用指标，如电压系数、负载调整率、纹波系数等。2.了解常用的电源电路的特点，如典型的固定和可调电压电源电路、低压差线性稳压电源、开关电源等的特点及其应用场合。3.掌握电源电路器件参数的选择和计算。二、实验内容1.确定电源电路指标要求，尤其是电压调整率和纹波要求；2.设计相应电源电路，结构不限；3.确定具体的电路器件型号及参数，绘制电路图。4.对电路进行仿真测试。三、实验原理为实验一提供可用的电源电路，根据实验

5、一的要求，电路信号为弱电压信号，信号幅值为10mV，所以对电源电压纹波要求较高，对该电路重点考虑使用低压差稳压器件实现，同时合理设置运放等芯片的退耦电容，避免运放自激，保证放大器工作在合适的工作状态。通过电路仿真，测试该设计电源的电压调整率、负载调整率和纹波等指标，掌握具体的电路设计。同时，设计过程中应选定具体的器件型号和参数，从实验中观察不同器件参数对性能的影响。确定最佳参数，从中掌握电路设计器件的选型原理，参数的合理选择等。四、实验步骤第一步：根据要求设计相应的低压差稳压电源电路。包括选定低压差稳压电源芯片的具体型号，配置运放外

6、围器件如电阻电容等参数。第二步：对电源电路进行仿真，查看具体运放参数对电路的影响。修改运放外围器件参数，查看测试结果。最终得到合理的电压输出。第三步：根据需要，测试电源电路的电压调整率、负载调整率和纹波。第四步：确定最终电路图，绘制ProtelSCH电路图，选定元器件参数和封装，为PCB制版做准备。五、实验总结实验三基于单片机的弱信号采集系统电路总体设计一、实验目的1.掌握AD采样电路的常用指标，如分辨率等。2.了解常用的数据采样电路的特点，如串行AD和并行AD与单片机的接口方式，数据传输格式和控制方式等。3.掌握常用AD芯片的选择

7、与应用。二、实验内容1.根据系统需要确定信号采集系统电路指标，尤其是分辨率和采样频率等。2.设计弱信号采集系统总体电路；3.确定具体的电路器件型号及参数，绘制电路图。4.对电路进行仿真测试。三、实验原理在实验一放大滤波电路和实验二低压差电源电路设计的基础上，以单片机为基础设计20KHz、10mV弱信号的采集系统总体电路，该实验中，重点掌握单片机系统电路的设计、AD采样电路的设计，掌握AD采样位数对分辨率的影响，通过电路仿真，测试该采集系统电路的指标。同时，设计过程中应选定具体的AD器件型号和参数，从实验中观察不同器件参数对性能的影响

8、。确定最佳参数，从中掌握AD采样电路设计器件的选型原理，参数的合理选择等。四、实验步骤第一步：根据要求设计相应的AD采样电路。包括选定AD采样芯片的具体型号，配置外围器件如电阻电容等参数。第二步：实现单片机和AD采样电路的接口电路；第