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学期小结:微弱信号测量电路在电子系统设计中的应用探索

最编程 2024-07-27 22:49:49
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从七月八日到昨天为止我们进行了小学期的实验,这一周我们过的紧张而充实,这次实验充分结合了我们学习的模电和数电知识,让我们更加充分的了解了电路的原理。

实验设计任务

1.按要求完成加入噪声的微小信号的测量。输入小信号为直流40mV,噪声为频率为1KHz的三角波。检测结果用数码管显示。

2.完成电路的设计、仿真、安装、调试。

实验的内容和要求

1.使用分压电阻网络产生40mV微弱直流信号。

2.使用555电路产生1KHz方波,并将方波送入积分器产生三角波。

3.使用LM324实现加法电路,将微弱直流信号和作为噪声信号的三角波叠加。

4.使用LM324搭成有源低通滤波器,通带截止频率100Hz,阻带截止频率500Hz,阻带衰减-40dB。

5.使用LM324实现10倍放大器的设计,放大滤波后的微弱信号。

6.使用比较器,D触发器、与非门等电路设计一个2位的并联比较ADC。

7.使用电阻分压网络获得0.5V的基准电压。

8.使用CD4511组成显示电路,显示最终获得的测量电压值。

我们的仿真图如下

电子系统设计——微弱信号测量电路之小学期总结_加法器


从左下角开始是我们的555模块此时出现的波形在正半轴

电子系统设计——微弱信号测量电路之小学期总结_加法器_02


因为我们要把波送进后面的积分器产生三角波,所以我们要保证方波正负半轴分布,所以此时我们需要一个加法器将波形下移,于是我们在后面加了一个加法器,将加法器输出的波形输入积分器我们就可以得到三角波,在此我们加上一个高通,过滤信号频谱低频部分。下图是我们得到的三角波

电子系统设计——微弱信号测量电路之小学期总结_触发器_03


现在我们观察左上角,通过分压输出40mv的直流信号。然后我们用加法器将三角波和直流信号加到一起然后用一个二阶的低通过滤杂波,紧随其后的是一个运算放大器将40mv放大十倍输入后面的ADC模块,使用电阻分压网络获得0.5V的基准电压。然后通过查阅真值表,显示最终获得的测量电压值。

当我们仿真成功后我们就要设计我们的电路板,这样自己动手的机会我们都很珍惜,我用的是可调温度的烙铁,烙铁的温度不能过高也不能过低。三百度左右就可以。我对自己负责的ADC模块不是很有信心,但整个过程我也很认真的翻阅了手册查看了真值表当然也犯了不少的错误,我认为最根本的原因还是没有刻意练习,我们还是练的太少,所以在接GND和VCC的地方我用了很多跳线,当时也没有想到要用杜邦线,那样的话就会让板子看起来更加美观。但是虽然有很多问题很多困难但是最终的结果还是好的。

电子系统设计——微弱信号测量电路之小学期总结_加法器_04

每次小学期我们都能学到在课本上学不到的东西,或者说是将理论实践,我们先在电脑上仿真然后我们再在现实中调试。总的说我们还需要锻炼,提高自己的实践能力。才能在未来有所选择。