2014电路实验指导

导读:四、实验内容,1、用T型电阻电路和开关(数字量控制)将数字量转换成模拟量,通过运放输出电压信号,2、测量分析电路中各支路电流,设计分析仿真目标电路,整理分实验数据波形,实验十三非正弦周期信号分析,一.实验目的,二.实验原理,实验装置的结构如图13-2所示,图13-2信号分解与合成实验装置结构框图,三.实验内容,2、分析理论合成的波形与实验观测到的合成波形之间误差产生的原因,五.实验报告,1、根

2014电路实验指导

同理,倒T型电阻网络的输入数字量也可以扩展到n位二进制数,有:

由此可知,输出模拟电压与输入数字量成正比。

T型和倒T型电阻解码网络DAC的优点是只有两种电阻值R和2R,有利于生产制造。由于支 路电流不变,不需要电流建立时间,有利于提高工作速度。T型和倒T型电阻网络DAC是目 前使用最多的一种。除上述介绍的电阻网络 DAC外,还有权电流DAC、开关树型DAC、权电 容网络DAC、串行DAC等。但在DAC集成芯片中,应用最多的是T型和倒T型电阻网络DAC。

四、实验内容

1、用 T型电阻电路和开关(数字量控制)将数字量转换成模拟量,通过运放输出电压信号。 2、测量分析电路中各支路电流。 3、手动控制数字量,观测输出电压信号。

4、用字信号发生器循环产生数字量,输出电压信号。 五、报告要求

设计分析仿真目标电路,整理分实验数据波形,对现象、测取数据及测绘波形曲线分析总结。

实验十三非正弦周期信号分析

一.实验目的

1、观测50Hz非正弦周期信号的频谱,并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。 2、观测基波和其谐波的合成。

二.实验原理

1、一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示,其中与非正弦 具有相同频率的成分称为基波或一次谐波,其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、?、 n等倍数分别称二次、三次、四次、?、n次谐波,其幅度将随谐波次数的增加而减小,直 至无穷小。

2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波,反过来,一个非正弦周期波也可以分解 为无限个不同频率的谐波成分。

46

3、一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示,级数各项系数之间的关系可用一个频谱 来表示,不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图,方波频谱图如图13-1表示

图13-1 方波频谱图

各种不同波形及其傅氏级数表达式:

1)方波

u(t) ???4u m 1 sin 3?t ??????1 sin 5?t ??????1 sin 7?t ?????) (sin?t ??????

??3 5 7

2)三角波

u (t ) ???8U m (s in ??t ??????1 s in 3??t ??251 s in 5??t ?????) ??2 9 47

3)半波

u(t) ???2U 1 ??1 c os?t ??151 c os4?t ?????) m ( ???????sin ?t ??????

??2 4 3

4)全波

( 2 ??3 c os2?t ??115 c os4?t ??351 c os6?t ?????)

u(t) ???4U 1 1

5)矩形波 ??

m

2????cos2?t ???13 sin 3???u(t) ???U m ??2U??m (sin?T???cos?t ???12 cos3?t ?????) sin T T T

实验装置的结构如图13-2所示

图13-2信号分解与合成实验装置结构框图,

图中 LPF为低通滤波器,可分解出非正弦周期函数的直流分量。 BPF1~ BPF6为 调谐在基波和各次谐波上的带通滤波器,加法器用于信号的合成。

三.实验内容

48

1、用频谱仪和 FOURIER分析法观测非正弦周期信号的频谱,分别观测 50Hz单 相正弦波、方波、矩形波和三角波信号的频谱记录之。

2、设计 BPF1-BPF6带通滤波器,加法器。滤波器调谐在基波和各次谐波上的带 通滤波器,加法器用于信号的合成。

3、将 50Hz的方波信号其接至各带通滤波器的输入端,将各带通滤波器的输出 分别接至示波器,观测各次谐波的频率和幅值,并记录

4、将方波分解所得的基波和三次谐波分量接至加法器的相应输入端,观测加法 器的输出波形,并记录之。

5、在 4的基础上,再将五次谐波分量加到加法器的输入端,观测相加后的波形, 记录之,并分析讨论。

6、分别将 50Hz单相正弦波、矩形波和三角波的输出信号接至 50HZ电信号分解 与合成模块输入端、观测基波及各次谐波的频率和幅度,求和器的输出波形。

四.思考题

1、什么样的周期性函数没有直流分量和余弦项。

2、分析理论合成的波形与实验观测到的合成波形之间误差产生的原因。 五.实验报告

1、根椐实验测量所得的数据,在同一坐标纸上绘制方波及其分解后所得的 基波和各次谐波的波形,画出其频谱图。

2、将所得的基波和三次谐波及其合成波形一同绘制在同一坐标纸上,并且 把实验3中观察到的合成波形也绘制在同一坐标纸上。

3、将所得的基波、三次谐波、五次谐波及三者合成的波形一同绘画在同一 坐标纸上,并把实验4中所观测到的合成波形也绘制在同一坐标纸上,便于比较。

4、回答思考题

实验十四 555集成定时器及其应用

一.基本知识点

(1) 555型集成定时器的电路结构、工作原理及其特点。

49

(2) 555定时器电路的典型应用和使用方法。

二.实验仪器设备与元器件

(1)硬件电路基础实验箱,双踪示波器,数字万用表。 (2) 555定时器,电阻,电容,二极管。 (3) Mul tis im1 0电路仿真软件。 三.实验概述

1.预习

预习 555定时器的内部结构和工作原理;单稳触发器,多谐振荡器,施密特触发器的 工作原理。使用 Multisim10电路仿真软件,分别完成硬件实验内容。

2. 555集成定时器

555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路。其结构简单,使用灵 活,配合适当的 R、C元件可以组成不同功能的电路,如定时或延时电路、单稳态触发器、 多谐振荡器、施密特触发器等,在定时、检测、控制和报警等许多方面有着广泛的应用。555 定时器的电源电压范围较广,可在+3~+18V之间选用。最大输出电流为 200mA,可直接驱 动继电器、发光二极管指示灯、蜂鸣器等。

常用的 555定时器有双极型 TTL定时器(如 5G555)和单极型 CMOS定时器(如 CC7555) 两类。双极型具有较大的带负载能力,单极型具有功耗低,输入阻抗大,电源范围广等特点。 这两类定时器的型号有多种,但结构、工作原理基本相似,且功能和外引线编号几乎是一致 的。

555定时器(以 5G555为例)的内部电路结构和外引线排列如图 9-1所示。整个电路由 分压器、电压比较器、基本 RS触发器和放电开关四部分组成。电路结构的说明及相应的各 引线端的名称和用途如下:

(1)分压器

在图 1.9-1中,3个 5 k?电阻串联组成分压器,其上端(8脚)接电源(Vcc);下端(1 脚)接地(GND)。分压器为两个比较器 A1、A2提供基准电平。5脚(CO)为电压控制端, 如果要改变基准电平,可在电压控制端外加控制电压。不用外加控制电压时,5脚可接 0.01μF 的滤波电容,以旁路高频干扰。

(2)比较器

A1、A2是两个比较器,其中比较器 A1的参考电压为 3 Vcc,加在同相输入端;A2的参 考电压为 13 Vcc,加在反相输入端,两者均由分压器上取得。由于比较器的灵敏度很高,当 同相端电平略大于反相端电平时,其输出为高电平;反之,为低电平。因此,当高电平触发

2

2

端 6脚(TH)输入的触发脉冲的电压略大于 Vcc时,A1的输出为低电平 0(使基本 RS触

3 发器置 0);反之,A1输出为高电平 1。当低电平触发端 2脚(TR )输入的触发脉冲的电压略

小于 13 Vcc时,A2的输出为 0(使触发器置 1);反之,A2输出为 1。

50

五星文库wxphp.com包含总结汇报、资格考试、办公文档、考试资料、人文社科、党团工作、外语学习、word文档、IT计算机以及2014电路实验指导等内容。

本文共10页1<<78910