夏鑫-虚拟仪器实验教案 - 图文(7)

2019-08-30 20:48

湖南工学院教案用纸 p.12

(3)检查您的电路是否按上述方式连接。打开面板的电源,并点击[运行]按钮。

图6-6一个RC电路的波特分析仪的前面板测量结果

(4)点击[ ]光标启用选择框。您可以步进通过您所测量的数据点,并察看对应每个所测量的频率的幅值与相位。

(5)注意信号幅值下降-3dB 所对应的频率。此频率点的相位应当显示为约45度。该频率被称为低通截止频率。

(6)该示波器和该波特分析仪都具有一个记录记录按钮。当被激活时,图形中所展现的数据被写入到您硬盘驱动器上的一个电子表格文件。现在,您可以利用 Excel、LabVIEW、NI DIAdem 或一些其它分析或绘图程序,读取该数据以供进一步分析。 (7)点击[记录]按钮,并保存您的数据集。 四、实验报告要求

1.按上述实验内容的指导进行操作,将结果贴在实验报告上。 2.心得体会及其它。 五、实验仪器与器材 安装有LabVIEW 的计算机 所需软面板(SFPs): 使用欧姆计/电容(DMM[?/函数发生器(FGEN) 示波器(示波器) 阻抗分析仪(Imped) 波特分析仪(波特)

)的数字万用表

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所需器件:

1 k? 电阻,R,(褐色、黑色、红色) 1μF 电容,C

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实验七 运放滤波器实验(综合性实验)

一、实验目的

1.了解在基本运算放大器中添加一些电容与电阻,可以组成有源滤波器; 2.掌握利用Multisim实现滤波器的仿真;并设计一个二阶有源滤波器; 二、实验原理与说明

在基本运算放大器(op amp)中添加一些电容和电阻,会得到许多有趣的模拟电路,如有源滤波器、积分器和微分器。滤波器用于通过特定的频带,积分器用于比例控制,而微分器则用于噪声抑制和波形发生电路。

该实验室采用 NI ELVIS II仪器套件,以测量低通、高通和带通滤波器的特性。利用 Multisim以及所测得的元件规格,实现这些滤波器的仿真。在位于本章结束部分的实验室挑战中,Multisim 被用于设计一个二阶有源滤波器。

三、实验内容及任务 1、测量电路元件的规格赋值

完成下列步骤,以测量各个元件的规格赋值: (1)启动 NI ELVIS II。

(2)从仪器测量栏中选中 DMM 图标。 (3)选择 DMM[]以测量电阻。 (4)选择 DMM[

]以测量电容。

(5)填写下列信息。

R1 _____________ (10 k标称) Rf _____________ (100 k标称) C1 _____________μF(1μF 标称) Cf _____________μF(0.01μF 标称) (6)关闭该DMM。 2、基本运放电路的频率响应

完成下列步骤,以搭建一个运放并对其进行测量。

(1)在工作站面板上,搭建一个简单的741反向运放电路,其增益为10,如图 7-1 所示。

图 7-1 一只增益为10的741反向运放电路的原理框图

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该NI ELVIS II面板上的电路与图 7-2 相似。

图 7-2 在NI ELVIS II面板上的741反向运放电路

注意:该运放采用+15 VDC 和-15 VDC 的电源供应。它们可以在该面板上标记为―DC 电源供应+15V、-15V 与接地‖的引脚插座上找到。

(2)将该函数发生器[FGEN]的引脚插座与该运放的输入 V1 相连接。 (3)将[接地]引脚插座与该运放的引脚 3 相连接。

(4)将该运放的输出电压 Vout 与该示波器的 BNC 输入连接端子[CH1 与接地]相连接。 (5)从 NI ELVISmx 仪器启动程序中,选择函数发生器(FGEN)图标和示波器(示波器)图标。

注意:在默认情况下,该示波器的通道 0 信号源配置被设置为示波器通道 0,通道1信号源配置被设置为示波器通道1。这些分别是您的运放的输入信号与输出信号。 (6)如欲察看该些信号,请点击该些启用选择框。 (7)在函数发生器的面板上,设置下列参数: 波形:正弦波 波峰幅值:0.2 pp 频率:1000 Hz

DC 偏置:0.0V

(8)检查您的电路,然后给该 NI ELVIS II面板加电。

(9)点击该FGEN与示波器软面板的[运行]按钮。

(10)设置触发信号为边缘触发、CH0、电压水平为0.0和时间标度为 1ms。

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(11)在该示波器窗口测量该运放的输入(CH0)和输出(CH1)的幅值。

图 7-3 反向运放的输入与输出信号

注意:该输出信号如预期相对该输入信号反转。 (12)计算电压增益(幅值之比,CH1/CH0)。 (13)尝试从 100Hz 到 10 kHz 的频段。

您的测量结果在多大程度上与理论增益(Rf/R1)相一致? 该比值是否仍与 100 kHz 时的比值相同? (14)关闭该 FGEN 和示波器窗口。 3、测量该运放的频率特性

研究一个运放的 AC 特性响应曲线的最佳方法便是测量其波特图。该波特图基本上是对数频率的一个函数——增益(dB)与相位(度)的图形。一个反向运放电路的传输函数有如下表述:

Vout=-( Rf/R1)V1

其中,Vout 为该运放的输出,V1 为该运放的输入(您的电路中的 FGEN 的幅值)。该增益是量值(Rf/R1)。该符号实现该输出信号相对该输入信号的反转。在一个波特图上,可以预期一条幅值为 20 x log(增益)直线。对于增益 10,该波特幅值应为 20 dB。 完成下列步骤以测量该运放电路的波特图:

(1)从 NI ELVISmx 仪器启动程序中,选择波特分析仪(波特)的图标。

(2)将该输入(V1)与输出(Vout)信号与该模拟输入引脚按如下方式相连接:


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