1、測控電路實驗實驗一 有源濾波器的設計和調整 n實驗目的實驗目的o 1，了解濾波器的基本知識及其在信號分離電路中的應用；o 2，掌握RC有源濾波器的基本原理，實現方式；o 3，熟悉RC有源濾波器的設計方法和調試技術；o 4，了解一階、二階RC有源濾波器組成高階濾波器的基本方法和原理。1. 實驗原理實驗原理-+N+12345uiuo12345678o 首先給定要求的截止頻率fc；o 增益Kp；o 選取濾波器的類型（切比雪夫型、巴特沃斯型），（低通、高通、帶通、帶阻）；o 選取（一階、二階、三階、四階、或高階）濾波器，請參考一些相關資料。測控電路、精密儀器電路然后按下述步驟設計：o（1） 先選擇電容

2、C1的標稱值，電容C的初始值靠經驗決定，通常以下面的數據作參考：f c 100Hz C = (10-0.1) Fc = (100-1000)Hz C = (0.1-0.01) F c = (1-10k)Hz C = (0.01-0.001) F c = (10-1000k)Hz C = (1000-100)pFc 100kHz C = (100-10)pFo（2）所選擇的電容C1的實際值，再按照下式計算電阻換標系數K 其中c的單位為Hz；C1的單位為F。o（3）表2-1中查出C1和K1時的電阻值。o（4）再將這些電阻值靠標稱的實際電阻值。o3設計實例o設計一個二階無限增益多路反饋1dB切比雪夫

3、型低通濾波器，增益Kp = 2，截頻（指紋波之間的終止頻率）c = 5KHz。設計步驟如下：o按上述快速設計方法得到標稱的電容取C 0.01F，對應的參數K2，也可以由式從下表中查出Kp2時，電容C1C0.01F，K1時的電阻值。oR1=2.602 K，oR2=5.204 K，oR3=8.839 K。o將上述電阻值乘以參數K=2，得：oR1=5.204 K， 取標稱值5.1K+104oR2=10.408K，取標稱值10K+408oR3=17.698 K。取標稱值15K+2.7K或18Ko 1、請設計一個二階1dB無限增益多路反饋切比雪夫低通濾波器，通帶增益 Kp=2，截止頻率fc=5kHz，畫

4、出電路圖。o 2、請設計一個二階1dB無限增益多路反饋切比雪夫高通濾波器，通帶增益 Kp=2 截止頻率fc=2kHz，畫出電路圖。n實驗操作步驟及要求實驗操作步驟及要求o1.按設計所確定的電路參數，在實驗接插板上放入器件，連接低通濾波器（注意連接可靠，正確）o2 將信號發生器的輸出信號電壓幅值調到1V，接入低通濾波器的輸入端，并調整信號源的頻率，在低通濾波器輸出端測量所對應的幅值。（可用示波器或交流毫伏表測試，并計錄輸入頻率值和所對應的輸出幅值，測量 810 點。） o3 進行高通濾波器的電路連接及幅頻特性測試。測試方法同上。n實驗報告要求實驗報告要求o計算無緣元器件的參數，列表整理數據。o列

5、表記錄實驗數據Uin，Uout，Fin，根據表格繪制低通、高通、帶通濾波器的幅頻特性曲線。o根據實驗電路的元件數值計算出A0和fc，并與實驗測量值比較，分析產生誤差的原因。o表格模版如下：Uin（mV）=Fin（Hz）Uout(mV)實驗二實驗二 調制信號的整流檢波調制信號的整流檢波n實驗目的實驗目的o 了解信號調制解調的原理及目的；o 熟悉調制信號檢波電路的基本原理及電路結構；o 學習如何應用全波精密檢波電路對信號進行解調。1. 實驗原理實驗原理n實驗操作要求實驗操作要求o檢查實驗電路板，參照原理圖進行校核，確認電路正確可用。調節函數發生器的兩個輸出端，取U1，U2兩個頻率信號分別是f、f+

6、f的信號接入電路輸入端。建議f=100KHz，f/ f 1/20。應用和差化積公式計算接入電路的輸入調幅信號的實際頻率。o調節C5，觀察Uo的變化。根據濾波器的時間常數公式可知，計算電路的截止頻率，返回步驟1，分析給出合理的輸入信號頻率的選取方法。o繪制Us、Ua、Ub、Uo波形圖，結合信號之間的關系式，驗證實驗是否成功。1.計算調制信號的頻率，包括高頻和低頻部分。2.分析敘述至少兩組合適的輸入信號U1、U2選取方法。3.根據示波器顯示的波形，在實驗報告紙上手繪3.4要求的波形圖，并標注清楚。4.完成以下實驗思考題：1）至少分析一種實驗誤差的產生原因及消弱方法；2）調節時間常數時是否可以調節電

7、阻R32？若可以，請給出一種操作方法，或改進方式；若不可以請說明理由。3）如果將電路中的二極管方向顛倒，對實驗結果有何影響？實驗三實驗三 集成鎖相環的頻率合成集成鎖相環的頻率合成n實驗目的實驗目的o掌握鎖相環自動跟蹤技術的基本原理和應用領域。o熟悉鑒相器。濾波器和壓控振蕩器的組成方法。o了解鎖相環集成芯片CD4046的工作原理及參數設定方法。 1實驗原理實驗原理o 從輸入信號加入到環路鎖定的全過程稱為鎖相環的捕捉過程。環路能通過捕捉過程而進入鎖定狀態的最大固有頻率稱為捕捉帶， o 即 o 若固有頻率差，環路就不能通過捕捉過程進入鎖定狀態。所以捕捉帶是評價捕捉過程的主要指標之一，衡量捕捉過程的另

8、一個主要指標是捕捉時間，是指捕捉過程所經歷的時間，它與環路參數和起始狀態有關，一般情況下，輸入起始誤差越大，也越大。通常以起始頻差等于來計算最大捕捉時間。p=010maxmaxn實驗操作要求實驗操作要求o觀察集成數字鎖相環CD4046的頻率跟蹤情況。o利用函數發生器輸出幅值4V的方波信號加到信號輸入端（14引腳），壓控振蕩器（VCO）的輸出（4引腳），通過分頻器CD4022作8倍分頻后加到鑒相器（PD）的反饋輸入端（3引腳）。o按從小到大的順序逐漸改變輸入信號的頻率，用示波器觀察反饋信號與輸入信號的同步情況，用計數器（或者示波器）記錄各點頻率，找出捕捉帶的大致范圍。o2，觀察C1改變時鎖相環路

9、中心頻率的變化。將C1改為0.01uF，其他參數不變，重復以上過程，找到新的捕捉帶，并記錄各點頻率。n實驗報告要求實驗報告要求o1，完成實驗要求，在實驗報告中制作并填寫實驗數據，表格樣式如下：（1）C1=6800PF,U=4V，輸入頻率(Hz)1020253050100150200250300輸出頻率(Hz)o 試說明實驗中所使用的分頻系數（8倍）是如何通過硬件聯接實現的？還有其他的連接方式嗎？試設計一種可行的連接方式，要求實現其他倍數的分頻系數（如1倍、5倍、10倍、64倍等）。簡述實現方式。 實驗四實驗四 可編程增益放大器的設計與調整可編程增益放大器的設計與調整n實驗目的實驗目的o了解D/

10、A轉換的基本原理和實現方式；o了解可編程增益放大器（PGA）的各種實現方式及其優點、不足；o熟悉DAC0830/0832的工作原理和典型應用；o初步掌握實驗設計的基本操作技巧。1實驗原理實驗原理n實驗操作要求實驗操作要求o檢查電路是否完整，初始化數字輸入端為“11111111”。實驗首先將信號輸入Rfb端接零電平，然后在1,128,256三點不同增益下，分別進行物理調零。采用數字萬用表作為測量工具，使得三點的零電位誤差在0.1%之內。o選定一個放大倍數（推薦4、8、16），分直流、交流兩種信號調節輸入Rfb端電平的幅值（即做兩組實驗），用示波器觀察輸入信號幅值在哪些范圍內可以得到較為精確的輸出信號。o