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ADALM2000實(shí)驗(yàn)：調(diào)諧放大器級—第2部分

目標(biāo)本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目標(biāo)是延續(xù)“ADALM2000實(shí)驗(yàn)：調(diào)諧放大器級”中開始的調(diào)諧放大器級研究。圖1?并聯(lián)LC諧振電路背景知識正如我們在上一組實(shí)驗(yàn)中了解到的，二階LC諧振電路通常用作放大器級中的調(diào)諧元件。如圖1所示，簡單的并聯(lián)LC諧振電路可以產(chǎn)生電壓增益，但需要消耗電流來驅(qū)動(dòng)阻性負(fù)載。緩沖放大器（如射極跟隨器）可以提供所需的電流（或功率）增益來驅(qū)動(dòng)負(fù)載。諧振頻率的計(jì)算必須考慮第二個(gè)耦合電容C2。公式1給出了圖1中電路的諧振頻率：實(shí)驗(yàn)前仿真構(gòu)建調(diào)諧射極跟隨放大器的仿真原理圖如圖1所示。計(jì)算發(fā)射極電阻R
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ADALM2000實(shí)驗(yàn)：變壓器

目標(biāo)本次實(shí)驗(yàn)旨在研究各種配置下的變壓器特性。背景知識交流變壓器變壓器只適用于交流電(AC)。例如，變壓器會(huì)通過將電壓降低到更合適的電平來降低120V壁式功率，對于大多數(shù)消費(fèi)電子產(chǎn)品，降至僅幾伏；對于其他低功耗應(yīng)用，通常降至12V。變壓器還可以升高電壓以實(shí)現(xiàn)長距離傳輸，并降低電壓以實(shí)現(xiàn)安全配電。如果沒有變壓器，配電網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)很嚴(yán)重的電力浪費(fèi)將大到驚人。也可以將直流（DC）電壓升壓或降壓，但這些技術(shù)比交流變壓器更復(fù)雜，而且在操作過程中涉及到將直流電壓轉(zhuǎn)換為某種形式的交流信號。此外，這樣的轉(zhuǎn)換通常效率低下且/或
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學(xué)子專區(qū)——ADALM2000活動(dòng)：電感自諧振

目標(biāo)本實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)的目標(biāo)是測量電感的自諧振頻率(SRF)，并根據(jù)測量數(shù)據(jù)確定寄生電容。?背景知識與所有非理想電氣元器件一樣，部件套件中提供的電感并不完美。圖1為常見的實(shí)際電感簡化模型電路圖。除了所需的電感L之外，實(shí)際元件還會(huì)有損耗（建模為串聯(lián)電阻，在圖中以R表示）和并聯(lián)寄生電容（以C表示）。電阻越?。ń咏? Ω），電容越?。ń咏? F），電感就越理想。圖1.3元件LRC電感模型。?繞組間電容與自諧振頻率C通常表示電感的匝間分布電容（以及匝間與磁芯之間的電容等）。在特定頻率(SRF)下，該
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學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn)：集成駐極體麥克風(fēng)的音頻放大器

目標(biāo)本次實(shí)驗(yàn)旨在設(shè)計(jì)和構(gòu)建一款音頻放大器，該放大器從駐極體麥克風(fēng)獲取小輸出電壓并將其放大，以便驅(qū)動(dòng)小型揚(yáng)聲器。背景知識駐極體麥克風(fēng)是一種電容式麥克風(fēng)，其電容器極板上始終存在一定量的電荷，因而無需傳統(tǒng)電容式麥克風(fēng)中用于偏置電容器的外部幻象電源。然而，大多數(shù)商用駐極體麥克風(fēng)都會(huì)集成前置放大器（通常是開漏FET電路），因此只需低壓小電源。我們可以使用晶體管來設(shè)計(jì)簡單的音頻放大器，無論是否有負(fù)反饋。不過，負(fù)反饋能夠非常有效地改善失真性能。在本實(shí)驗(yàn)中，我們設(shè)計(jì)構(gòu)建了一個(gè)交流耦合的同相運(yùn)算放大器，期望電壓增益為10，
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學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn):集成駐極體麥克風(fēng)的音頻放大器

目標(biāo)本次實(shí)驗(yàn)旨在設(shè)計(jì)和構(gòu)建一款音頻放大器，該放大器從駐極體麥克風(fēng)獲取小輸出電壓并將其放大，以便驅(qū)動(dòng)小型揚(yáng)聲器。背景知識駐極體麥克風(fēng)是一種電容式麥克風(fēng)，其電容器極板上始終存在一定量的電荷，因而無需傳統(tǒng)電容式麥克風(fēng)中用于偏置電容器的外部幻象電源。然而，大多數(shù)商用駐極體麥克風(fēng)都會(huì)集成前置放大器（通常是開漏FET電路），因此只需低壓小電源。我們可以使用晶體管來設(shè)計(jì)簡單的音頻放大器，無論是否有負(fù)反饋。不過，負(fù)反饋能夠非常有效地改善失真性能。在本實(shí)驗(yàn)中，我們設(shè)計(jì)構(gòu)建了一個(gè)交流耦合的同相運(yùn)算放大器，期望電壓增益為10，
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學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn):IC溫度傳感器

目標(biāo)本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目標(biāo)是使用集成電路溫度傳感器測量環(huán)境溫度，這些溫度傳感器提供與絕對溫度成比例的輸出（電流或電壓）。使用AD22100測量溫度背景知識AD22100是一款片內(nèi)集成信號調(diào)理功能的單芯片溫度傳感器，其工作溫度范圍為-50°C至+150°C，非常適合眾多應(yīng)用。由于內(nèi)置信號調(diào)理功能，因此無需任何調(diào)整、緩沖或線性化電路，系統(tǒng)設(shè)計(jì)得以大大簡化，整體系統(tǒng)成本也會(huì)降低。輸出電壓與溫度和電源電壓成比例，采用5.0 V單電源時(shí)，擺幅范圍為0.25 V (-50°C)至4.75 V (+150°C)。材料■&nb
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ADALM2000實(shí)驗(yàn)：IC溫度傳感器

本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目標(biāo)是使用集成電路溫度傳感器測量環(huán)境溫度，這些溫度傳感器提供與絕對溫度成比例的輸出（電流或電壓）。使用AD22100測量溫度背景知識AD22100是一款片內(nèi)集成信號調(diào)理功能的單芯片溫度傳感器，其工作溫度范圍為-50°C至+150°C，非常適合眾多應(yīng)用。由于內(nèi)置信號調(diào)理功能，因此無需任何調(diào)整、緩沖或線性化電路，系統(tǒng)設(shè)計(jì)得以大大簡化，整體系統(tǒng)成本也會(huì)降低。輸出電壓與溫度和電源電壓成比例，采用5.0 V單電源時(shí)，擺幅范圍為0.25 V (-50°C)至4.75 V (+150°C)。材料●
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學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn):雙軸傾斜傳感器

目標(biāo)本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是使用ADXL327構(gòu)建一個(gè)簡單的傾斜傳感器，并觀察輸出電壓如何隨x軸和y軸上的傾斜度而變化。使用ADXL327的傾斜傳感器背景知識傾斜傳感器用于測量參考平面的多個(gè)軸上的傾斜度。這些傳感器可產(chǎn)生與相對于軸的傾斜度成比例的電信號。傾斜位置參考重力進(jìn)行測量，通過傾斜位置就可以輕松檢測方向或傾斜度。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們將使用ADXL327加速度計(jì)監(jiān)測x和y兩個(gè)軸上的傾斜度。該集成電路的功能框圖如圖1所示。圖1 ADXL327的功能框圖ADXL327是一款完整的小尺寸、低功耗、三軸加速度計(jì)，提供經(jīng)
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學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn):磁性接近傳感器

目標(biāo)本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是利用磁場生成和檢測原理去構(gòu)建簡單的接近檢測器，并觀察檢測器輸出電壓是如何隨著電磁體越來越靠近傳感器而增加的。背景知識簡單的接近傳感器可檢測物體對象之間的距離，可用于多種應(yīng)用，從簡單的門窗開關(guān)檢測到復(fù)雜的高精度絕對位置檢測器，應(yīng)用廣泛。接近傳感器可采用多種方式設(shè)計(jì)，其中一種涉及檢測磁體（通常為永磁體，但也可能是電磁體）產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們使用鐵氧體磁芯螺線管產(chǎn)生磁場。螺線管是一種以圓柱形方式纏繞著磁芯（通常用于制造具有特定電感值的電感）或電磁體的線圈。ADALP2000模擬
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ADALM2000實(shí)驗(yàn)：磁性接近傳感器

本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是利用磁場生成和檢測原理去構(gòu)建簡單的接近檢測器，并觀察檢測器輸出電壓是如何隨著電磁體越來越靠近傳感器而增加的。背景知識簡單的接近傳感器可檢測物體對象之間的距離，可用于多種應(yīng)用，從簡單的門窗開關(guān)檢測到復(fù)雜的高精度絕對位置檢測器，應(yīng)用廣泛。接近傳感器可采用多種方式設(shè)計(jì)，其中一種涉及檢測磁體（通常為永磁體，但也可能是電磁體）產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們使用鐵氧體磁芯螺線管產(chǎn)生磁場。螺線管是一種以圓柱形方式纏繞著磁芯（通常用于制造具有特定電感值的電感）或電磁體的線圈。ADALP2000模擬部件
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學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn)：使用窗口比較器實(shí)施溫度控制

目標(biāo)本次實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是使用兩個(gè)高速電壓比較器作為窗口比較器，并采用這種方法對TMP01低功耗可編程溫度控制器進(jìn)行編程。?窗口比較器是一種電路配置，通常由一對電壓比較器（反相和同相）組成，其中輸出指示輸入信號是否在兩個(gè)不同閾值限定的電壓范圍內(nèi)：一個(gè)閾值將在檢測到某個(gè)電壓上限VREF(HIGH)時(shí)觸發(fā)運(yùn)算放大器比較器，另一個(gè)閾值則在檢測到某個(gè)電壓下限VREF(LOW)時(shí)觸發(fā)運(yùn)算放大器比較器。電壓水平處于基準(zhǔn)電壓上限和下限之間的電壓稱為窗口。?材料??ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊?
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ADALM2000實(shí)驗(yàn)：心跳監(jiān)測電路

本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)通過旨在獲取心跳信息的實(shí)際范例，介紹了如何使用放大器鏈實(shí)現(xiàn)增益和濾波。系統(tǒng)的結(jié)果提供相關(guān)輸出，使用Scopy軟件工具可顯示該輸出。在本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何驅(qū)動(dòng)紅外LED和光電晶體管，設(shè)計(jì)并理解低通濾波器的行為，同時(shí)探索不同配置情況下的運(yùn)算放大器功能。結(jié)合前面提到的電子設(shè)備，本活動(dòng)最終將展示如何利用最少的軟件和硬件設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用。背景知識有一種心跳監(jiān)測設(shè)備通過夾在指尖上的電路來實(shí)時(shí)監(jiān)測心跳。該設(shè)備讓光線穿過手指，然后測量被吸收的光有多少，由此便能實(shí)現(xiàn)此功能。因?yàn)楫?dāng)心臟驅(qū)動(dòng)血液經(jīng)過手指時(shí)，測
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ADALM2000實(shí)驗(yàn)：可調(diào)外部觸發(fā)電路

本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的目標(biāo)是研究一種將模擬信號連接到 ADALM2000 module的數(shù)字式外部觸發(fā)信號輸入的電路。背景知識ADALM2000示波器模塊較為常見的觸發(fā)方式是通過其模擬輸入通道中的一個(gè)觸發(fā)。當(dāng)選擇某個(gè)通道作為觸發(fā)源時(shí)，該模塊將會(huì)顯示出穩(wěn)定的波形，波形的水平時(shí)間刻度以選定通道為基準(zhǔn)（對齊零時(shí)間點(diǎn)）有時(shí)可能需使用被測電路中的某個(gè)特定信號來觸發(fā)顯示，以便將該信號的零時(shí)間點(diǎn)作為參考點(diǎn)。ADALM2000硬件提供兩個(gè)外部數(shù)字輸入/輸出，即T1和T0，可被選作觸發(fā)輸入。使用這些數(shù)字輸入時(shí)，顯示的波形將與所施加信
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ADALM2000實(shí)驗(yàn)：生成負(fù)基準(zhǔn)電壓

本次實(shí)驗(yàn)旨在研究產(chǎn)生負(fù)基準(zhǔn)電壓的方法。正基準(zhǔn)電壓源或穩(wěn)壓器配置更常見。從正電壓產(chǎn)生負(fù)基準(zhǔn)電壓的傳統(tǒng)方法涉及反相運(yùn)算放大器級，其往往依賴精密匹配電阻以實(shí)現(xiàn)高精度。背景知識在圖1a中，使用簡單的齊納二極管電路產(chǎn)生正基準(zhǔn)電壓+VREF，該電路由來自齊納二極管穩(wěn)壓器實(shí)驗(yàn)活動(dòng) 的RZ和DZ組成。正基準(zhǔn)電壓源通常包括一個(gè)同相運(yùn)算放大器緩沖器，用于調(diào)整輸出電壓并提供負(fù)載所需的任何電流。產(chǎn)生負(fù)基準(zhǔn)電壓的顯而易見的方法是使用反相運(yùn)算放大器級。運(yùn)算放大器將+VREF反相，在輸出端提供-VREF。這種方法需要兩個(gè)精密電阻R1
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學(xué)子專區(qū)—ADALM2000實(shí)驗(yàn)：光耦合器

目標(biāo)在本次實(shí)驗(yàn)中，將使用紅外LED和NPN光電晶體管構(gòu)建光耦合器。還將研究基于光耦合器的模擬隔離放大器和使用集成光耦合器的浮動(dòng)電流源的工作原理。?NPN型晶體管光耦合器背景知識光耦合器或光隔離器是一種電子器件，通過發(fā)射光穿過其輸入和輸出之間的電氣隔離柵來傳輸電子信號。光耦合器的主要目的是防止隔離柵一側(cè)的高電壓或電壓尖峰損壞組件或干擾傳輸?shù)搅硪粋?cè)的信號。市售光耦合器可以承受3 kV至10 kV的輸入-輸出電壓，以及速度高達(dá)10 kV/μs的電壓瞬變。該器件一般在一端集成紅外LED作為輸入，在另一端
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