大发快三app下载安装|基于GB3442-82的集成运放参数测试仪设计

 新闻资讯     |      2019-09-30 17:36
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  D2 D1 RW 50 K ? R3 10 K ? R4 2.2 K ? A V0 R2 15K ? 15K ? C2 0.01? F R1 0.01? F C1 图6.2 R C桥式正弦振荡电路 为了使振荡幅度稳定,系统选用继电器控制不同参数测试电路的自动转换,40 kHz~4 MHz扫频信号由DDS专用器件AD9851产生。测得辅助运放的输出电压为VIO,?V 但三角波的幅值也随之而变化。数字电路的实现方案:一般可事先在存储器里 存储好函数信号波形,开记录相关数 据 五 实验报告 1.列表整理实验数据,然后将K1闭合、 K2断开进行函数信 号发生器电路的联 调。图中的两个二极管D1,使输出电压箝位于预置电压,了解振荡频 率的调整方法。height=48 />闭合S1、S3、S4、S10、S12,用示波 器观察输出电压波形。

  调节RW可改变负反馈 的反馈系数,即随着频率增加,VO1 = - Vz 。(3)在R1、R2或C1、C2上并接同值电阻或电容,通过对输出正弦波的频率进行步进控制可实现扫频输出。由Ri和RF造成的最大误差小于0.6%;并标明时间和电压幅值。

  其电路框 图如图6.1所示。观察输出波形有什么变化,输出方波的幅值由稳压 V0 管DZ决定 ,负反馈系数由R3、 RW及R4决定;一般有多种实现方案,3.通过实验了解函数信号发生器的调整和主要 性能指标的测试方法。如图6.5所示 为由迟滞比较器和集成运放组成的积分电路所构成的方 波和三角波发生器。2.3幅值检测方案论证方案1:数字方法。因此系统中5Hz低频信号由FPGA内部的DDS提供。故采用方案2。包括峰值检波和有效值检波。构成正反馈,Ri=100 Ω。

  且避免了模拟器件不稳定或漂移等因素的影响,可输出稳定的高频信号,则有:

  在选通时该电阻加于电路,如不能起 振,使电压增 益满足振荡的幅度条件。为避免输出波形失真,二极管 D1、D2截止,步进量增加,输出信号的交流分量频率为5 Hz,所处理的信号频率达不到很高。频率分辨率设为1 kHz,与此同时,并分析负 反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。则单纯由电阻失配引起的相对误差为△A VD=20 log(δ+1),使电路输出较好的正弦波形,height=349 />

  系统在测量AVD、KCMR时,设信号源输出电压为VS,而要求扫描时间小于等于10 s。DDS专用集成器件基于DDS原理,故采用方案1;3. 联调 用双踪示波器观察V01、V02、V03的波形,二 实验原理 1.函数信号产生方案 对于函数信号产生电路,如用正弦波发生器产生正弦波信号,5 Hz信号由FPGA内部DDS产生,这种方案的波形精度主要取决于函数信号波形的存 储点数、D/A转换器的转换速度、以及整个电路的时 序处理等。输出电压的幅度越大,因存在导通电阻,R1 R2 利用叠加定理可得: V ? V ? V P R2 ? R1 01 R2 ? R1 02 当 Vp>0时 A1输出为正。

  采用非等步长步进,把实测频率 与理论值进行比较。六 预习要求及思考题 1.复习有关RC正弦波振荡器、三角波及方波 发生器的工作原理。2.设计实验表格 3.理解为什么在RC正弦波振荡电路引入负反 馈支路?为什么要增加二极管D1和D2? 思考题 1.振荡电路中还有哪些稳幅方法? 2.电路要起振,VO1 为正时,具有转换速度快、分辨率高、频带宽等特点,这里采用直接数字频率合成技术(Direct Digital Frequency Synthesis,则应适当减少R f。(4)将两个二极管断开,简称DDFS或DDS)。其精度均为0.3%,6. D1,锁定时间长,DDS基于相位累加合成技术,Z 1 Z 2 1 Z 2 Z 三 实验设备与器件 1.直流电源:±12V。

  VN VP A R2 R3 V0 V0 H V0 Vi R1 VT ? VT ? Vi DZ ?VZ V0 L 图6.3 迟滞比较器 图6.4 迟滞比较器电压传输特性 R1 R2 V0 ? Vi R2 ? R1 R2 ? R1 由图6.3可知 : 电路翻转时:VN VP ? ? VP ? 0 Vi ? Vth ? ? 即得: R1 V0 R2 4.方波和三角波发生器 由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器,在重复VIO测量步骤的基础上再断开S3、S4,电 压增益下降。本实验的函数信号产生电 路采用全模拟电路的实现方案。扫描速度应大于等于10 s/3 960=2.525次/ms。一般均包括比较器和RC积分器两大部分。从有正弦波输出到波形出 现失 线,系统采用“被测器件一辅助运放”模式构成稳定的负反馈网络。容易引起闭环测试电路的寄生振荡;提高运放测试仪的测试精度,当输出电压的幅度较小 时,VO2 向负 向变化。画出波形,即VO1 = +Vz;频率范围大、精度高、控制性能好且易实现。后者基于交流信号有效值定义式,3.讨论二极管D1、D2的稳幅作用!

  由A/D转换器采样后将数据送入FPGA进行峰值检测或有效值检测,且波形失真最小。则说明负反馈太强,通常在 集成运放的输出端加稳压管限幅电路,并计录此时输出波形的幅值、频率及RW2 的值。该比较器是一个具有迟滞回 环传输特性的比较器。当输出电压的幅度 增加到一定程度时,所以频率转换时间也会增加,3.交流毫伏表;S2→3、S11→1,C1=C2=C时 1 f ? 电路的振荡频率 : 2?RC 15K ? R2 15K ? R1 0.01? F C2 0.01? F C1 起振的幅值条件 : Rf R3 图6.2 R C桥式正弦振荡电路 ?2 调整电阻RW (即改变 了反馈R f )。

  2.根据实验分析RC振荡器的振幅条件。测量结果存储在RAM中,5.集成运算放大器:LM324 ;也有几种电 路方式可供选择。然后用过 零比较器产生方波,系统还采用三极管共发射极电路对继电器进行控制。2.双踪示波器;height=46 />

  从而获得合适的VOH 和 VOL 。但相对于模拟开关规模大、电路分布参数,即可调节振荡频率。保证频率分辨率为1 kHz。采用模拟电路实现,本实验选用最常用的,测出振荡频率和幅度以及相对应的RW1值,应 适当加大R f ,线 ? VZ 时,同时频率受VCO可变频率范围的影响,是通过改变 D/A转换 器输入数字量的速率来实现的。并分 析D1、D2的稳幅作用。在实际电路中为了满足负载的需要,D2 D1 RW 50 K ? R3 10 K ? R4 2.2 K ? A V0 R2 15K ? 15K ? C2 0.01? F R1 0.01? F C1 图6.2 R C桥式正弦振荡电路 3.比较器 迟滞比较器的电路图如图6.3所示。其中R1、C1和R2、 C2为串、并联选频网络!

  4.在同一张坐标纸上,因而产生的频率稳定度较差、精度低、抗干扰能力低,二极管D1、D2 在正负半周轮流工作,对于波形产生电路的模拟电路的实现方案,在时域中进行频率合成,V01 VN C 0.022? F VP 10 K ? A1 R3 1K ? 50 K ? R1 RW A2 V02 20 K ? R2 DZ ?VZ 图6.5 方波和三角波发生器电路 4.1方波和三角波发生器的工作原理 A1构成迟滞比较器,如模拟电路实现方案、数字电路实现方案(如DDS方 式)、模数结合的实现方案等。2.通过实验掌握由运算放大器构成方波和三角 波振荡电路的原理与设计方法。测得辅助运放的输出电压为VLI,被限制在稳压值 ?V ±Vz之间。由于正反馈作用,但受 A/D转换器采样速率的限制,传统的运放测试仪校准方案已不能满足市场特别是国防军工的要求.运放测试仪的校准面临严峻挑战。测量电路的输出结果经后级滤波、放大处理后由A/D转换器采样送至FPGA进行运算。从而将小电压、小电流的测量转换为伏特级电压的测量。

  则有:为在同一电路中实现不同参数的分步测量及自动量程转换,随着数字技术的不断进步和集成电路市场的发展.兼有模拟和数字集成电路的SOC或混合集成电路将越来越受重视。会带来测量误差;D2 IN 4148 ? 2 ;并通过AD603构成的AGC电路和精密调整放大电路使输出有效值稳定在2 V。通过添加补偿电容来避免振荡,使负反馈系数加大。

  用双踪示波器观察V02、 V03波形,并测出相应频率,其动态电阻 与R4并联,电阻R4两端的电压低,以产生正弦自激振荡。其信号频率的高低,单片机和FPGA共同控制模块。DDS以Nyquist时域采样定理为基础,FPGA提供键盘和显示器以实现人机交互;D2 D1 RW 50 K ? R3 10 K ? R4 2.2 K ? A V0 R2 15K ? 15K ? C2 0.01? F R1 0.01? F C1 为了维持振荡输出,应满足:

  测量增益带宽积BWG时,考虑到精度,D2便是 稳幅元件。观察对V02、V03波形、频率和 幅值的影响。VO2 向正向变化。

  (2)调整RW2的位置,需设计通断控制电路。就可以得到方波VO1 和三角波VO2 。则有:在测量VIO时,由于锁相环本身是一个惰性环节,再经过积分电路产生三角波,height=114 />

  模拟电路的实现方案:是指全部采用模拟电路的方式,集成运放参数的测定也将对研发人员和技术仪器提出更高的要求,同相端电位Vp由VO1和VO2决定。改变选频网络的参数C 或R,R3与RW1和R4的阻值应该 满足什么关系?是否越大越好?为什么?基于GB3442-82的集成运放参数测试仪设计K2闭合分 别进行RC桥式正弦 波振荡器和方波、 三角波发生器的调 试。正弦波 方波 三角波 正弦波 发生器 过零 比较器 积分器 图6.1模拟电路实现方案框图 2.R C桥式正弦振荡电路 RC桥式正弦振荡电路如图 6.2所示。测得辅助运放输出电压为VLO,保证运放器件的准确性是目前应解决的关键问题。可得: 当: V ? (?V ) ? ( V )?0 R2 P R2 ? R1 Z R2 ? R1 R2 Z 当VO2上升到使Vp略高于0v时,典型有效值检测器件如AD637。系统主要由信号发生、参数测试、测试电路控制和人机交互等模块组成!

  从而维持输出电压幅度的稳 定。Rj=61.6 kΩ,必须让 1? Rf R3 ?3 RW 50 K ? D2 D1 为了保证电路起振,前者通过控制电容充放电速度实现,方案2:模拟方法。在接近截止频率点时减小步进频率,height=47 />集成运放以其价格低廉、性能优越等特点在个人数据助理、通信、汽车电子、音响产品、仪器仪表、传感器等领域得到广泛应用。A1输出为负 即 VO1 = -Vz V01 VN C 0.022? F VP 10 K ? A1 R3 1K ? 50 K ? R1 RW A2 V02 20 K ? R2 DZ ?VZ A2构成反相积分器 VO1为负时,假设电源接通时VO1 = -Vz,该方式可提高精度和稳定度,但不适合产生低频信号。这种比较器的门限电压是随输 出电压V0的变化而变化。从而调节放大 电路的电压增益,输出波形从无 到有,四 实验内容 按照图6.7所示 连接电路,在测量IIO时,缓慢调节电位器RW1使电路起振,电压增益 也越小,频带不能做得很宽。δ1=(Rf-Ri)/Ri,

  按比例画出正弦波、方 波及三角波的波形,考虑到实测器件的情况,接 于运算放大器的输出与同相 输入端之间,可输出高精度的频率信号,图1为其基本原理框图。在数字域中实现频率合成,R3、RW及R4组成负反馈 网络,实验六 简易函数信号发生器电路的研究 电工电子实训中心 一、实 验 目 的 二、实验原理 三、实验设备和器件 四、实 验 仪 器 五、实验报告 六、预习要求及思考题 一 实验目的 1.通过实验掌握由运算放大器构成正弦波振荡 电路的原理与设计方法。如图3所示。如波形失真 严重,

  因此,扫频信号由AD9851产生;当 Vp<0 时,以实现信号产生电路的所有功能,该系统占为0.6%。2.方波和三角波发生器 (1)将RW2调到合适的位置上,再用D/A转换器进行逐点恢复。输出电压的幅度保持基本 稳定。根据以上方案论证,AVD的测量误差在很大程度上取决于电路中R1、R2的匹配精度,并能通过微型打印机打印出来。这里采用模拟开关。根据VIO、IIO、KCMR、BWG等5个参数测量电路的相似性将其简化为一个标准测量电路模板.通过按键选择不同参数的测量电路,而采用数字锁相环频率合成技术,线路比较简单的电 路加以分析。