本文格式為Word版，下載可任意編輯——河工大生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)試驗報告生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)

試驗報告-1--

試驗一生物電前置放大器

一、試驗?zāi)康?/p>

了解三運放生物電前置放大器設(shè)計原理，把握放大器的設(shè)計、調(diào)試和測量方法，熟悉protel軟件。

二、試驗原理及說明

1.應(yīng)用場合

放大器的設(shè)計一般采用定性分析、定量估算、試驗調(diào)整結(jié)合的方法。在設(shè)計過程中，首先根據(jù)使用要求選擇放大器的放大倍數(shù)、放大器的級數(shù)和放大器的電路形式，計算確定各個電阻元件的取值，然后連接電路并實際測量放大器的各項參數(shù)，根據(jù)測量結(jié)果對電路進行適當(dāng)調(diào)整，以滿足具體設(shè)計要求。2.工作原理

人體體表心電信號的幅值約為1-2mV，要求放大器的總放大倍數(shù)為40倍。本試驗采用三運放差動放大器，電路形式如下圖所示。

設(shè)計時，要依照所給定的電路形式，分派各級放大器的放大倍數(shù)，然后根據(jù)放大倍數(shù)計算出放大電路中各個電阻的阻值。3.原理圖

ui1+A1R3=3kR1=8.2kR0=5kR2=8.2kR4=3kR5=24k---A3A4Vo

++C1=1uFR7=15kui2-A2+R6=16kRw2=5k三、試驗內(nèi)容與步驟

l.元件值設(shè)定

根據(jù)教材相關(guān)內(nèi)容和試驗原理，設(shè)定適合的電阻等元件值。2.建立仿真電路圖

熟悉protel軟件，依照圖中所示，選擇LM348作為運算放大器，建立仿真電路圖。3.電路參數(shù)調(diào)試

(1)靜態(tài)工作點：將放大器兩輸入端對地短路，觀測各級放大器輸出波形并記錄

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幅值，若各個輸出端均小于0.5V即為合格。

(2)差模增益：將20Hz，1mv的正弦信號接到放大器的一個輸入端而另一端接地，

觀測輸出波形Vod，并記錄。計算差模增益：Ad?Vod。Vi(3)共模增益：將放大器兩輸入端共同接2V/50Hz的正弦信號，觀測輸出波形并

記錄VVococ的幅值，計算共模增益Ac?Vi。(4)計算共模抑制比：CMRR?20lgAdA(dB)c

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四、試驗要求

認真閱讀試驗原理及說明，理解生物電前置放大的基本原理，獨立完成試驗，總結(jié)分析試驗結(jié)果，寫出完整的試驗報告，熟悉protel軟件的使用。

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試驗二RC有源濾波器

一、試驗?zāi)康?/p>

1.通過試驗，熟悉由運放組成RC有源濾波器的工作原理。2.把握二階RC有源濾波器的工程設(shè)計及安裝調(diào)試技術(shù)。

二、試驗原理及說明

1.應(yīng)用場合

用運放與少量RC元件構(gòu)成的有源濾波器具有體積小、性能好、調(diào)整便利等優(yōu)點。在信號處理方面得到了極為廣泛的應(yīng)用。但因受運放本身帶寬的限制，目前僅適用于低頻范圍。

2.二階帶通有源濾波器

圖2-1是二階帶通有源濾波器的典型電路，實際上它是將二階低通濾波器電路中的一級改為高通而得。若取C1=C2=C，且AF?1?RF，則它的傳遞函數(shù)可以寫成：Rf?RF?s?1???R?RCf?1?H(s)?RF?s?122???1s????RC2C?RRRR12f32???11????RR??3??1

圖2-1帶通濾波器

與傳遞函數(shù)比較可得：

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化,TEPvb點的電壓值亦隨著變化，它反映的就是溫度變化狀況，后邊由R85,R86,RW8和運放組成的電路將TEPvb點的電壓放大到0-5V范圍內(nèi)供A/D轉(zhuǎn)換電路進行轉(zhuǎn)換。在圖3-1中，假定U29的反相輸入(2腳)電壓為e1,流經(jīng)Rt的電流是i1，則有以下公式成立：

i1=(Vin-e1)/R84（3.1）

式中：Vin為2.5V

TEPvb=e1-(Vin-e1)/R84*Rt（3.2）

4、表征溫度的電壓量送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，MCS-51內(nèi)的溫度測試功能模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，經(jīng)過處理換算，在PC機上顯示其溫度值。

三、試驗內(nèi)容與步驟

利用鉑電阻溫度傳感器PT1000構(gòu)成的測溫電路，將測得的溫度信號送入單片機處理，所測得的溫度值在PC機上實時顯示，溫度值范圍為0℃～100℃。溫度測試電路布局如圖3-2。

圖3-2溫度測試電路布局圖

1、用連接線將主板和模板相連，連接方法是：將扁平連接線兩頭的插頭分別對應(yīng)的插到主板和模板上的插座上，如圖3-3所示，主板插座與其一致：

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圖3-3模板插座示意圖

2、RW8是調(diào)整放大倍數(shù)的電位器，用電阻表測量RW8的阻值是否為5K左右，若偏離則調(diào)整RW8為5K，作為放大倍數(shù)的粗調(diào)。調(diào)整方法是，在不接線的狀況下，測量2和3連接孔之間的電阻，調(diào)整電位器RW8，使其電阻達到5K，測好以后用插線將用虛線相連的兩個連接孔1和2連起來。

圖3-4調(diào)整放大倍數(shù)電位器

3、由于元器件參數(shù)存在差異，最好在測試前，將溫度傳感器放入恒溫液體（如水），用電阻表測量傳感器的電阻值，依照3.90Ω對應(yīng)1℃的關(guān)系換算成溫度，假使偏離此值，則調(diào)整RW8。

4、不接溫度傳感器,用插線將PT8的兩端（1000Ω）與RT的兩端分別相連，如圖3-5。

圖3-5

5、調(diào)零:調(diào)整RW7,使得運放U29的1腳輸出電壓(TEPvb)為零或者接近于零（一般為+1mv以內(nèi)）。用電壓表監(jiān)測。

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圖3-6

6、滿量程調(diào)整:將PT8與RT斷開，用插線將PT7的兩端（1350Ω）與RT的兩端分別相

連,

此時聯(lián)機測量溫度，顯示的溫度值應(yīng)為89.7℃左右，假使不符合，調(diào)整RW8。7、依次分別將PT1～PT8與RT相連，測量運放U29的7腳輸出電壓TEPvc，記錄各組數(shù)據(jù)，應(yīng)符合試驗原理中式3.2給出的關(guān)系式，繪出PT阻值與輸出電壓的關(guān)系曲線，觀測并驗證其線性度。PT1～PT8阻值如表3.1。由于電阻的離散性，實際電阻值可能與表3.1所列存在誤差，應(yīng)以實際電阻值為準。

PTi阻值（Ω）TEPvc(V)PT110500.490PT21100PT31150PT41200PT51250PT61300PT71350PT810000.9751.4641.9682.4622.9353.4230.00838.3表3.1

溫度值（℃）12.8/1.925.451.564.476.889.60.28、將PTi與RT的連接斷開，接入溫度傳感器PT1000,用示波器（慢掃描）監(jiān)視輸出信號TEPvc，將PT1000放入0℃-100℃的液體中，溫度傳感器阻值的變化引起輸出信號波形變化，波形自起始點10%變化到穩(wěn)定點90%的時間t即為傳感器的延遲時間，可用不同溫度的液體測量溫度傳感器的延遲時間。

9、在試驗箱USB指示燈亮的狀況下，點擊“溫度試驗〞按鈕

進入溫度測試。

10、點擊“測試〞按鈕，溫度測試開始，顯示的溫度值為攝氏溫度值，隨著溫度傳感器的信號的變化,顯示的溫度值不斷被刷新，顯示如下：

-11--圖3-7

溫度的最小顯示值為0℃，最大值為100℃。如要中止溫度測試，點擊“中止〞按鈕即可。

11、將PT1～PT8與RT斷開，插入溫度傳感器，讓溫度傳感器暴露在空氣中，此時所測

的溫度即為室溫。20.2

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12、將溫度傳感器放在掌心或腋下三分鐘以上,并確保緊湊接觸，顯示的溫度值即為體溫，

尋常狀況下，腋下溫度比掌心溫度略低。34.2

13、可將溫度傳感器放入已知溫度的液體中，如溫水，測量液體的溫度。

14、在測試終止后，可點擊菜單“文件(&File)〞下的子菜單“數(shù)據(jù)保存為txt文件(&Save)〞，

測試數(shù)據(jù)即保存為文本文件。15、試驗終止，將所有連接線除去。

四、試驗要求

1.復(fù)習(xí)溫度傳感相關(guān)內(nèi)容。

2.根據(jù)試驗步驟完成試驗及試驗報告。

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試驗四握力測試

一、試驗?zāi)康?/p>

1、把握握力測試電路的原理及設(shè)計方法。2、了解握力測試傳感器的構(gòu)成及使用方法。1234二、試驗原理及說明DCON26D7+5VDLEDLAMPJ5+5VADRW8(WXD3-13)1234567891011121314151617181920232223242526R87100U2932R86100-5VA84+5VAWLADLAMP+5VDGND+5VA-5VAGND1-5VAOPA2277C10KC+5VAWLVb104WLVcC59WLVa327U28/INA12856MAX186WLAD+5VAB4118R852.7MBVI-4SENSOR32VI+R83100KR84100K-5VARW7(WXD3-13)500GND圖4-1握力測試電路原理圖A握力測試傳感器為壓力傳感器，受力范圍為0Kg～50Kg,精度誤差≤1%F.S。在+5VTitleSizeA4NumberRevisionA電源工作條件下,滿量程輸出為10.45mV左右,傳感器受力后，輸出與受力大小成線性Date:File:123427-Apr-2023SheetofC:\\DocumentsandSettings\\Administrator\\桌面Drawn\\YJ01By:項目\\電路\\YJ01項目圖紙（功能模塊)NEW.ddb比例關(guān)系的電壓信號，此信號經(jīng)儀表放大器INA128放大后,送至模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路,MCS-51內(nèi)的握力測試模塊將此信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并依據(jù)一定的關(guān)系式得出握力值，傳到PC機上顯示。

三、試驗內(nèi)容與步驟

握力測試傳感器獲取的信號經(jīng)電路放大處理后送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路,MCS-51內(nèi)的握力測試模塊將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，得出握力值傳到PC機上顯示。握力測試電路布局如下：

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圖4-2握力測試電路布局圖

1、用連接線將主板和模板相連，連接方法是：將連接線兩頭的插頭分別對應(yīng)的插到主板和模板的插座上，如4-3圖所示，主板插座與其一致：

圖4-3握力測試模塊插座示意圖

2、INA128是差分儀表放大器，其所接的電位器RW7用于調(diào)整放大倍數(shù)。在握力測試之前，應(yīng)首先測量RW7的阻值，根據(jù)傳感器的特性，RW7應(yīng)調(diào)在147.5Ω左右。調(diào)整方法是，在不接線的狀況下，測量連接孔2和3之間電阻，調(diào)整電位器RW7，使其電阻達到目標(biāo)值，測好以后用插線將用虛線相連的兩個連接孔1和2連起來。如下圖所示：

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圖4-4放大倍數(shù)調(diào)整圖

3、零點調(diào)整。接上握力傳感器，不施加力，用電壓表測量U28的輸出端信號WLVc，應(yīng)小于5mv。假使不符合要求，調(diào)整參考點調(diào)整電位器RW8。

圖4-5零點調(diào)整圖

4、在試驗箱USB指示燈亮的狀況下，點擊“握力試驗〞按鈕進入握力測試，點擊“測

試〞按鈕，握力測試開始，測試者用力握“握力傳感器〞，顯示如下：

圖4-7