Multisim电压检测及滤波器实验报告.docx
昆明理工大学MultiSim试验报告试验名称：电压检测及滤波器试验 试验时间：2023年 9月 3日专业：指导教师：姓名：学号：成绩：教师签名：一、试验目的：由于集成运算放大器的输入电压有限，所以在检测较高电压时， 需要将原电压分压后与集成运算放大器连接。同时需要考虑到电路故障而致使元件损坏，因此在电路中应接入一般光隔，对集成运算放大器赐予最大的保护。二、试验内容：在设计中，输入的电压承受电阻分压后经线性光隔隔离后输出， 电阻分压后的电压必需在集成运算放大器供电电压范围以内，故承受了一般光隔TLP521-2实现，应用反响掌握原理，实现线性光隔电路及直流电压检测电路。通过光隔以后的电压VCT经过滤波电路，以便将模拟信号转换为数字信号，从而进展电压检测。在电压检测电路中，VCT依次通过了放大电路中的有用微分电路， 电压并联负反响电路及电压跟随器，最终输出到A点，得到小于5V的电压信号。在这些电路中，都引入负反响电路。利用负反响使反响信号减弱外加输入信号，使放大电路的放大倍数降低，它稳定了放大电路中的某个电量，虽然损失了放大倍数，但可改善电路的其他性能， 使电路的通频带宽度增加。在电压并联负反响电路中，反响信号取自放大电路的输出电压， 在输入回路中，净流入即输入信号与反响信号以电流的形式求和，当输入电压的瞬时值上升，由于加在反向输入端，故输出电压的瞬时值将降低，于是流过电阻的反响电流将增大，它将减弱输入电流的作用， 使净流入电流减小，即降低了放大器的电流放大倍数，稳定了放大器的电流增益。电压跟随器就是输出电压与输入电压是一样的，就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。 电压跟随器的显著特点就是， 输入阻抗高，而输出阻抗低。电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载力量的作用。依据电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点，当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路；当输出阻抗很低时，对后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响具备隔离作 用，即使前、后级电路之间互不影响。三、试验步骤：1. 在Multisim上画出电路图；2. 连接万用表，测量电压；3. 参加探针，记录探针数据；4. 调整电阻R2，再次记录数据；5. 依据已有数据制表。四、试验分析1. 万用表：Probe2,Probe4探针：Probe9,Probe1Probe8,Probe2Probe1,Probe3Probe4,Probe6Probe3,Probe5Probe5,Probe7V: 7.94 VV: 20.4 mVV: 11.7 VV: -11.8 VV: 13.4 VV: 11.7 VV: 20.4 mVV(p-p): 19.8 nVV(p-p): 22.7 nVV(p-p):V(p-p): 161 mVV(p-p): 1.69 pVV(p-p): 0 VV(p-p): 22.7 nVV(rms): 0 VV(rms): 20.4 mVV(rms):V(rms): 0 VV(rms): 0 VV(rms): 0 VV(rms): 20.4 mVV(dc): 7.94 VV(dc): 20.4 mVV(dc):V(dc): -11.8 VV(dc): 13.4 VV(dc): 11.7 VV(dc): 20.4 mVI: -213 uAI: -195 mAI: 40.1 nAI: 11.8 pAI: 33.1 pAI: 11.7 pAI: -19.7 uAI(p-p): 2.87 pAI(p-p): 39.3 uAI(p-p): 20.8 mAI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 39.3 uAI(rms): 213 uAI(rms): 195 mAI(rms): 20.8 mAI(rms): 0 AI(rms): 33.1 pAI(rms): 0 AI(rms): 20.9 uAI(dc): -213 uAI(dc): -195 mAI(dc): 20.8 mAI(dc): 11.8 pAI(dc): 33.1 pAI(dc): 11.7 pAI(dc): -8.39 nAFreq.: 45.3 kHzFreq.: 50.1 kHzFreq.: 38.9 kHzFreq.:Freq.:Freq.:Freq.: 50.1 kHz2. 转变R2的阻值为20k万用表：探针：Probe9,Probe1Probe8,Probe2Probe1,Probe3Probe4,Probe6Probe3,Probe5Probe5,Probe7V: 7.69 VV: 2.72 mVV: 11.7 VV: -11.8 VV: 13.4 VV: 11.7 VV: 2.72 mVV(p-p): 0 VV(p-p): 791 pVV(p-p): 3.44 nVV(p-p): 749 nVV(p-p): 0 VV(p-p): 1.17 pVV(p-p): 791 pVV(rms): 0 VV(rms): 2.72 mVV(rms): 11.7 VV(rms): 11.8 VV(rms): 0 VV(rms): 0 VV(rms): 2.72 mVV(dc): 7.69 VV(dc): 2.72 mVV(dc): 11.7 VV(dc): -11.8 VV(dc): 13.4 VV(dc): 11.7 VV(dc): 2.72 mVI: -228 uAI: -18.1 mAI: 23.4 pAI: 11.8 pAI: 33.1 pAI: 11.7 pAI: -7.56 uAI(p-p): 7.16 pAI(p-p): 15.1 uAI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 15.1 uAI(rms): 228 uAI(rms): 18.1 mAI(rms): 23.5 pAI(rms): 11.8 pAI(rms): 33.1 pAI(rms): 0 AI(rms): 8.04 uAI(dc): -228 uAI(dc): -18.1 mAI(dc): 23.5 pAI(dc): 11.8 pAI(dc): 33.1 pAI(dc): 11.7 pAI(dc): -11.0 nAFreq.: 50.0 kHzFreq.: 50.0 kHzFreq.: 50.0 kHzFreq.: 50.0 kHzFreq.:Freq.:Freq.: 50.0 kHzProbe2,Probe43. 转变R2的阻值为2k万用表：探针：V: -11.8 VV: 11.7 VV: 25.4 mVV: 9.84 VV: 13.4 VV: 11.7 VV: 25.4 mVV(p-p): 701 nVV(p-p): 0 VV(p-p): 0 VV(p-p): 1.09 pVV(p-p): 1.66 pVV(p-p): 0 VV(p-p): 0 VV(rms): 11.8 VV(rms): 0 VV(rms): 0 VV(rms): 0 VV(rms): 0 VV(rms): 0 VV(rms): 0 VV(dc): -11.8 VV(dc): 11.7 VV(dc): 25.4 mVV(dc): 9.84 VV(dc): 13.4 VV(dc): 11.7 VV(dc): 25.4 mVI: 11.8 pAI: 23.4 pAI: -243 mAI: -94.5 uAI: 37.5 pAI: 11.7 pAI: 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(p-p): 0 AI(rms): 11.8 pAI(rms): 23.4 pAI(rms): 0 AI(rms): 0 AI(rms): 37.5 pAI(rms): 0 AI(rms): 0 AI(dc): 11.8 pAI(dc): 23.4 pAI(dc): -243 mAI(dc): -94.5 uAI(dc): 37.5 pAI(dc): 11.7 pAI(dc): 0 AFreq.: 50.0 kHzFreq.:Freq.:Freq.:Freq.:Freq.:Freq.:Probe2,Probe2Probe4,Probe4Probe5,Probe5Probe6,Probe6Probe7,Probe7Probe1,Probe1Probe3,Probe3由上可得表：(单位：V)P1P2P3P4P5P6P7U1=7.7027.9411.70.020411.813.411.70.0204U2=7.4597.6911.70.002711.813.411.70.0027U3=9.7811.811.70.02549.8413.411.70.0254分析：从以上分析得知，分压后的电压 Ui掌握着输出电压VCT的值， VCT随Ui的变化而变化，而 A点采样值电压也随着它们的变化而变化，Ui的大小直接关系着在 A点能否得到一个在单片机允许范围的值，从而打算会不会损坏芯片。滤波器：1. 无源滤波器2. 有源滤波器
