放大器实验板电路设计论文

摘要：介绍为了减少损伤波形数据的采集量，从而降低成本，我们可以从波形的特征值入手，来判断物体是否发生损坏的损失场数据采集装置，即采集有限的波形数据并通过分析，找出我们所需要的波形特征值，做为损伤场数据采集装置判断物体损害的依据。今天小编为大家推荐《放大器实验板电路设计论文 (精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

放大器实验板电路设计论文 篇1：

基于面包板的电路分析基础实践教学方案

摘 要：本文介绍了一种灵活而有趣的《电路分析基础》实践教学的创意实验解决方案。在面包板的基础上，结合各类电路模块来进行电路的传统实验及创意实验，从而实现了不依赖于实验室的实验学习方案，增加了学生动手机会，丰富学生的电路实践经验。

关键词：面包板;电路模块;电路分析基础;实践教学

《电路分析基础》是所有电子类专业的入门课程，属于专业基础必修课。该课程的实践有效性对后续专业课程有深远影响。以往单纯实验箱验证实验无法积极调动学生的动手能力，使得学生不能看到电路课程的重要性与乐趣。故结合国内外在电路基础课程的各类教學方式优点，确定了以面包板为实践平台的电路分析教学方案，为《电路分析基础》课程注入了乐趣与扎实的实践技能锻炼。

1.基于面包板的电路基础实践教学硬件方案设计

本设计基于常见的市售面包板，硬件方案的组成建立在面包板之上，主要包含基础配备模块、实验耗材模块、万用表及笔记本电脑。硬件方案组成框图如图1所示。

基础配备模块部分主要包含两种模块：①USB接口可调直流电源模块，供电可以来自充电宝或常见USB电源适配器;②信号源模块，可以方便的产生实验所需要的正弦、方波及三角波信号。及必备的万用表及面包板。以上模块需具备电路原理简单，便于学习与分析，如555方波发生模块，XR2206外围电路较简单。电源模块具备防短路及调压作用，充电宝供电可减少开关电源适配器带来的噪声。

本方案为解决在实验室外进行实验的困难，采用了安装有PC示波器及PC信号源软件的电脑，通过音频线来对面包板电路的信号进行测试与输出。对于条件较好的学校，还可出借数字示波器。

实验室教学实验设备为在实验室时所需要的基础设备，教师可根据实验安排灵活添减设备，来不断丰富基于面包板的模块化电路实验。

实验耗材包含三个大类：①常用元器件包，元器件包十分灵活，可根据需要任意加减。比如本方案以电路基础为主，可通过添加LED、直流电机、红外接收管及555集成电路等，来丰富实验的内容与种类，让电路分析基础实验不仅可以分析，还可以运用起来组成实用电路来让学生体会电路设计与创造的乐趣;②常用传感器模块，电子设备的智能化首先要依靠传感器提供的数据，因此添加了该传感器模块。当然，最好结合单片机开发板一起是最优的办法;③经典电路模块，比如运放电路、三极管共射放大器等经典电路，可以用来进行分析、验证与测试实验。比起实验箱，模块化后的经典电路让学生注意力更集中。

最后要指出的是，采用电路模块进行实验的另一个好处是网上有许多模块可供购买，十分方便。可以根据需要进行扩展实验。

2.基于面包板的电路分析基础实践教学内容设计

基于面包板的电路实践教学的最大优势就是灵活，方便。因此教师可以根据自身的需求来设计实验，以下通过一个已实践过的例子来说明。

该设计主要分为以下几个部分：

(1)电路基础技能，通过学习万用表，并在面包板搭建电路来进行电压、电流及模块的熟悉，奠定电路实验基础技能;传统电路项目，伴随着《电路分析基础》课程的内容，进行基尔霍夫定律、叠加定理等电路的分析，并在面包板上去进行验证，来锻炼学生分析与动手能力，在实践中促进对理论知识的消化;

(2)电容充放电的观察：通过电容充放电对LED及RGB LED亮度的影响，来认识一阶RC电路的零状态响应;

(3)三极管的直流放大作用：学习三极管的直流偏置及其电流控制作用，电路在有了二极管、三极管后才变得更加丰富，因此务必增加该部分内容;

(4)小夜灯的制作：小夜灯包含三极管电路的设置及光敏电阻，有趣也具有很好的分析示范作用;

(5)示波器与信号源的使用：先进行模拟示波器的教学后进行数字示波器的教学，这样可以更好的理解示波器各个按钮及作用。

(6)音频信号测试：面包板上搭建简单的话筒电路来测试话音模拟信号十分有趣，同时也教会学生模拟信号的意思;而生日歌芯片可以看到声音与信号频率、数字方波的关系;

(7)集成电路的搭建：通过NE555芯片组成的呼吸灯电路和LM358组成的放大电路，可以为学生使用芯片打下一定的基础;

(8)语音信号传声电路实践：搭建一个通过话筒获取声音，然后经过放大再从耳机里还原出声音的小型系统电路，让学生体会到电路的作用，也为模拟电路打开了一扇大门。

该教学设计不仅考虑了电路分析基础所必需的基础分析实验，还增加了半导体器件来丰富实验内容，特别是实验有可见实验现象，对初学者有不错的激励作用。实验内容可采取部分在实验室由教师引导进行，其它由学生在宿舍等地自行实验，让学生更多的去自我探索与实践。

3.结论

本文所述的基于面包板的电路分析基础实践教学方案，为电路分析课程带来新鲜的活力。结合电路模块让实验焕发出它独有的魅力，吸收了“口袋实验室”的教学理念，融会了我国电路分析基础教学的实际与需求。经过多年的教学实践效果良好，这应当是新时期电路实践教学极具有潜力的发展方向之一。

参考文献：

[1]李瀚荪.电路分析基础(第五版)[M]北京：高等教育出版社，2017

[2]杨欣，胡文锦，张延强.实例解读模拟电子技术完全学习与应用[M]电子工业出版社，2013

作者：李翔宇 葛辰虹

放大器实验板电路设计论文 篇2：

损伤场数据采集装置的设计与实现

摘要：介绍为了减少损伤波形数据的采集量，从而降低成本，我们可以从波形的特征值入手，来判断物体是否发生损坏的损失场数据采集装置，即采集有限的波形数据并通过分析，找出我们所需要的波形特征值，做为损伤场数据采集装置判断物体损害的依据。

关键词：损伤场;数据采集;高速AD

1　设计思想

损伤场数据采集系统通过对材料结构变化所产生的损伤场声谱信号做高科技分析，从而得到诸如损伤状态广义谱空间、损伤状态概率空间、损伤状态信息熵、损伤状态动态响应等参数的特征提取、数据融合等，最终达到量化材料或结构损伤状态的目的。这项技术具有灵活的实用性和广泛的应用前景!

目前市场上材料损伤场检测声发射仪比较多，都是采集完整的波形来判断材料的损伤程度，但价格昂贵，对于一些小企业或个人来说，没有必要得到非常精准的材料损伤场检测报告，只需大致估计判断材料损伤场程度即可。因此我们提出了新的研究思路，即采用模拟量与数字量结合的方法，通过多次数据采集，形成一个损伤波形，这个损伤波形是通过几个特征参数实现的，特征参数包括起始点、结束点、最大值点、以及上升期与下降期之间各一点等，把这几个参数点描绘出来，生成接近实际情况损伤波形图，作为我们分析材料的依据。这样不但可以减少损伤波形数据的采集量，还可以大大的降低成本。

2　硬件框图

根据我们的设计思想，损伤场数据采集装置的硬件框图如1所示。

根据图1所示的硬件框图，我们想要做出具体的实验板，就需要对具体的器件进行比较选择。硬件设计与具体的应用场合有关，采用不同的器件对系统的性能影响很大。而器件和芯片的多样性，使得不同厂家生产的芯片和器件的电气特性并不相同。如果选择不当，可能会出现兼容性问题。硬件是满足实际应用需求的，对应用环境的充分调研和考虑后才能选择出合适的芯片和器件。

在整个的硬件电路设计中，用到的芯片有LM339，74HCT573，SN74HC148，MC74HC74，SN74HC244，存储器，有源晶振等芯片。选好芯片以后，我们通过制作PCB、焊接元器件等制作了损伤场数据采集装置实验板，如图2所示。

3　各部分工作原理

3.1模拟信号量

模拟信号量在时间上是连续的，它是损伤场的声发射经过传感器而得到的。

3.2放大电路

原始的声发射为模拟信号量，由于声发射信号幅值范围为：1μV　-　100mV。模拟电信号比较弱，所以需要放大器进行放大处理。

3.3高速AD

为了更好的减少成本，我选用高速AD和主控芯片AT89C51单片机进行有限的数据采集。但遇到速度不匹配的问题，高速AD采集速度快，作为主控芯片的单片机速度慢，为了协调速度问题，我决定自行设计一款带存储装置的并行高速AD，此存储装置起到一个缓存的作用。自行设计的高速AD分为五个部分，它们是电压比较器部分、锁存器部分、编码部分、存储器部分、控制部分组成。

电压比较器部分：在给定的参考电压范围内并联15个电压比较器，这15个电压比较器对参考电压值切割分段并实现了15个比较电平。这就可以是输入的连续模拟信号经过并联的电压比较器组后输出离散的电信号。

锁存器部分：由于电压比较器转化模拟信号形成数字信号量的速度很快，为了有效的形成正比的二进制数，需要带记忆功能的锁存器。锁存器用带边沿触发的D触发器实现锁存功能。

编码器：编码器是把从锁存器传输过来的离散数字量所代表量化单位整数倍转化成对应的二进制数。转化过程使用优先编码器，按输入信号排定的优先顺序，只对同时输入的N个信号中优先权最高的一个进行编码。

存储器部分：此部分是我们自行设计高速AD的重点，主要是解决速度不匹配的问题，把转换出的数字量进行缓存。转换够一组数后再通知主控芯片取数。

控制部分：它是通过计数器来实现的，每计数一次时，都要给存储器分配地址的同时存储一个数据，当存储到有限数据时，计数器在清零的同时给外部主控芯片一个中断信号。

3.4　主控芯片

主控芯片采用AT89C51单片机，它控制高速AD的数据采集过程。把采集到的数据进行存储。

3.5　PC机

高速AD可以连续采集一组数据，然后通知主控芯片接收数据。经过PC机的拟合分析得出我们所需要的波形特征值，做为判断损伤场数据采集系统中物体是否发生损坏的依据。

4　实验验证

4.1　自行设计高速AD验证

使用伟福H51/L单片机硬件仿真器对51单片机进行硬件仿真，图3是一组测试数据：

在测试前，利用万用表测的幅值是0.9V，电压范围是在0.8V-1.0V之间，理论输出的二进制数字量为0100。通过单步测试，从图中REG、SFR、Project窗口可以看出，P0口的值为F4。再通过DATA，CODE窗口可以看出，在地址40的地方有8组数据都是F4。说明输出量是为0100，说明实验数据仿真结果是一致的。经过多次测试，可以证明，单片机可以控制高速AD的数据采集，连续的模拟信号量是能够转化其相对应成正比的二进制数。

4.2　设计思想验证

由4.1可知，我们自行设计的带存储装置的高速AD可以正常的采集数据，然后加上前面的传感器和前置放大器，我们实验性的采集了一些物体的声发射信号数据，实验表明，采集到的数据的频率在声发射信号频率范围：100kHz-1MHz之内，PC机经过拟合分析得到我们需要的数据，根据这些数据使用软件来绘制不同的图形，如正弦波、柱状图、点状图等，从而得到材料的损伤程度。

5　结论

通过大量的实验证明，我们自行设计这款带存储装置的高速AD，能够匹配高速AD和低速的单片机进行有限的数据采集的速度问题，而且它的存储装置起到一个缓存的作用。通过这种方式，高速AD可以连续采集一组数据，然后通知主控芯片接收数据。这样就可以实现使用低速的控制芯片完成对一个连续波形的高速采集，这就完成了损伤场的数据采集任务。我们本课题的目标是为了减少损伤波形数据的采集量，运用我们设计的系统能够采集到声发射波形的特征值，从而来判断物体是否发生损坏。我们自行设计的高速AD能够满足我们的要求，最后把我们的整个系统连接起来，基本可以实现我们的目标。

课题中实现的高速AD在提升分辨率和存储容量后，并用单片机加以控制，向外引出几根控制线，可作为一种智能型高速AD使用。这样的智能型AD能够为其他系统一次提供一组数据。使用起来非常方便，既减轻了整个系统的工作负荷，又能提供一组高速采集到的数据。并且价格非常低廉。在今后的工作中会对智能型高速AD进行更深入的研究。　经过本课题的研究、设计并实现，使得该项技术成本大幅度降低，具有灵活的适用性和有广泛的应用前景，不但可以满足于大型的综合工业，而且也可以应用到小型的企业。它应用的领域很多，包括各种材料性能测试、大型机械设备可靠性检测、重要工程结构可靠性检测、医疗骨科密度诊断等等。

参考文献：

[1]　王牛俊，陈莉.声发射检测技术的原理及应用[J].广西轻工业，2010(3).

[2]　耿荣生.声发射技术发展现状[J].无损检测，1998(6).

[3]　李培江，童冠军.基于USB的发射信号高速采集系统的研究[J].监控自动化，2011.

[4]　中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之岩石热声发射检测技术.

[5]　声发射.http：//baike.baidu.com/view/206038.htm#sub206038.

[6]　Szolwinski　MP，Farris　TN.Mechanics　of　fretting　fatigue　crack　formation.Wear1996;198;93.

[7]　Bao　Y，Wierzbicki　T.A　Comparative　Study　on　Various　Ductile　Crack　Formation　Criteria.　J.Eng.Mater.Technol，2004.

[8]　叶念渝.单片机声发射检测及定位系统研究[J].仪表技术与传感器，1998(2).

作者：郭慧　刘伟

放大器实验板电路设计论文 篇3：

电工电子一体化实训室实训项目的创新

长沙民政职业技术学院经过近2年的建设，已建成高水平的电工电子一体化实训室。

根据高素质、高水平的技术技能型人才培养的教学需求，突出实用性、先进性、综合性，对电工技术、模拟电子技术和数字电子技术等三门课程实践教学的实训项目进行了创新。

一、电工电子一体化实训室

通过市场调研，方案论证，招投标，已建成了高水平的电工电子一体化实训室。如下图所示。

二、实训项目的创新

以前所建的大多数实验室，设置的实训项目，只注重验证性实验，缺乏应用和创新。当今职业教育的快速发展，要求培养的是高素质、高水平的技术技能型人才，课程实训项目的设置就要打破以前的旧观念，除了保留必须的基础性实验外，要加强或突出应用能力的培养，就要紧贴企业，开发实用性、应用性、创新性的实训项目。

电工电子一体化实训台，针对电工技术、模拟电子技术和数字电子技术三门课程分别配置了4块实训模块，如下图所示，即电工实验板、电路理论实验板、模拟电路实验板和数字电路实验板。实训模块由现成的元器件、电路及连接的接口，与实训台上的电源、仪器仪表搭建完成相应的实验实训项目;模块上的面包板是利用所配套的元器件散件(耗材)，通过在其上面自由搭建电路，与实训台上的电源、仪器仪表搭建完成相应的实验实训项目。这样既满足了基础性验证实验，也可以让教师和学生做些应用性、创新性的实训。

1、电工技术课程开设的实训项目

电工技术课程对应有两个实验板，即电工实验板和电路理论实验板，开设26个基础实验和3个综合实训项目。

基础实验：基本电工仪表的使用与测量误差的计算(万用表、示波器和函数信号发生器的训练);电阻的串、并、混联电路;电容的充放电电路;伏安法测电阻;支路电流法;电压表量程的扩展;电流表量程的扩展;直流电阻电路故障的检查;基尔霍夫电压定律;基尔霍夫电流定律;叠加原理;负载获得最大功率的条件;戴维南定理;双联开关两地控制;RLC串联交流电路;RLC并联交流电路;RLC串联谐振电路;电感、电容元件在直流和交流电路中的特性;日光灯电路的连接;提高功率因数的方法;交流电路参数的测量;三相负载的星形联结;三相负载的三角形联结;三相交流电路功率的测量;三相负载平衡与不平衡实验;过渡过程实验(RC一阶电路的响应测试);非正弦周期信号合成与分解实验。

综合实训项目：MF47万用表电路设计、装配与调试;延时开关装配与调试;照明电路安装。

2、模拟电子技术课程开设的实训项目

模拟电子技术课程对应有1个实验板，即模拟电路实验板，模拟电子技术开设32个基础实验和4个综合实训项目。

基础实验：晶体二极管的判别与检测;PN结的单向导电特性 ;晶体三极管的判别与检测;晶体管共射极单管放大器;场效应管放大电路;负反馈放大电路;射极跟随器;共集电极放大器;两级阻容耦合放大器;运算放大器的基本接法;集成运放同相比例放大器;集成运放反相比例放大器;集成运放加法电路;集成运放减法电路;集成运放积分电路;电压跟随器;电压比较器;方波发生器;三角波发生器;过零比较器;比较器;OTL功率放大器;晶闸管可控整流电路;单相半波整流、滤波电路;单相全波整流、滤波电路;单相桥式整流、滤波电路;稳压管稳压电路及其稳压原理;三端集成固定稳压电源;正电源输出可调集成稳压电源;继电器接口电路;蜂鸣器电路;光电耦合接口电路。

综合实训项目：串联稳压电源的组装与调试;功率放大器的组装与调试;声光控开关电路的组装与调试;简易信号发生器的组装与调试。

3、数字电子技术课程开设的实训项目

数字电子技术课程对应有1个实验板，即数字电路实验板，数字电子技术开设20个基础实验和4个综合实训项目。

基础实验：晶体二極管开关特性;晶体三极管开关特性;集成与门逻辑功能测试;集成非门电路逻辑功能测试;集成或门电路逻辑功能测试;集成与非门逻揖功能测试;组合逻辑电路(三人表决电路测试);译码器;译码器逻辑功能测试;四选一数据选择器;D触发器计数、译码和显示;计数器及其应用;十进制可逆计数器的逻辑功能测试;二进制加法计数器;十进制加法计数器;移位寄存器及其应用;555时基电路;单稳态触发器;多谐振荡器。

综合实训项目：三人表决器的组装与调试;四路彩灯电路的组装与调试;简易秒表电路的组装与调试;三角波发生器的组装与调试。

三、使用情况

电工电子一体化实训室2019年8月底建成，电子信息工程学院的应用电子技术、物联网技术、电气自动化技术、智能控制技术、机器人技术和机电一体化技术六个专业已开始了使用。2019年下学期和2020年上学期，这六个专业分别开设的电工技术、模拟电子技术、数字电子技术的实践教学部分，根据各个专业特点的不同，针对实训室提供的实验实训项目，选择性的挑选基础性实验和综合实训来进行教学，提高了教学效果，受到各专业任课教师和学生们的认可。

(长沙民政职业技术学院)

作者：苏宏艮