1、医用电子学第四次作业4.1 在用 multisim 模拟滤波电路时,为什么改变电容,而不见噪声减小?答:这是一个同学在使用电脑模拟电路时遇到的一个问题,他把这个问题提出来与我共同讨论,最终我找到了原因并提出了解决方案,依方法做后我们成功观察到了应该出现的现象。Multisim 是我们常用的电路模拟软件,可以借助该软件分析几乎所有的我们学习的使用电路。该同学在该软件平台上,使用了若干信号源(正弦波)发生频率不同(为仿真噪声,大概在兆赫级) ,幅度不同的(模拟噪声的幅值,在几十毫安级)的波形,直接输入到示波器,而在示波器并联一个可变电容值的大电容,想要起到滤波作用。但是他发现,改变电容器的参数,示
2、波器的波形未发生丝毫变化,于是提出这个问题。起初我认为滤波不是绝对的,几十是大电容滤波,也只能减少噪声的幅度,而不能将其彻底滤去。但是起码电容变化对于滤波应该是有影响的,为什么在一个相当大的范围内变化电容,却看不到示波器的丝毫变化呢?经过思考,我发现因为他用的是模拟软件,软件中的信号源,电容器都是理想的,那么以上上述方法的连接电路实际是就是将所谓“噪声”信号加到了电容的两端,那么任电容怎么变化,当然不能观察到它两端的电压有什么变化了,因为其始终都是等于电源电压的。而实际上无论是信号源还是噪声源起码都是有内阻的,电容也是有内阻的,只有在电阻和电容串联起来,我们才能将不同频率的信号分开,示波器显示
3、波形才可能有所变化。因此我提出在那些充当噪声源的信号元之上再串连一个电阻,则再来改变电容值,可以观察到高频信号明显衰减了。这就是我们在理想实验和实际实验上,所犯的一个“低级错误” 。4.2 示波器 coupl 键的作用是什么?答:在实验中,对 coupl 键的功能有了新的认识,修正了原来错误的想法。原先认为,coupl(耦合触发)的功能是滤波。而示波器的说明书上也是如此,coupl 的作用是去掉信号中不同频率波形的,交流耦合就是抑制掉直流信号部分留下交流部分,直流耦合相反。另外高频耦合滤掉低频部分,高频部分滤掉高频部分。然而经过实验,我发现实际的触发耦合并没有抑制信号幅值,而是影响了信号的触发
4、。在显示高频正弦波的时候突然切换至低频耦合,发现波形不能正常被扫描,变得乱成一团,但是幅值没有任何变化。于是,我理解了触发耦合的含义。它的作用是让示波器不会应用被抑制的频率的信号的频率去扫描波形,那么该频率的波形就不会显示,但是它仍然是存在的。在这种状况下,需要频率的波形就容易触发而被扫描,这种功能有助于从一些杂乱频率的信号中观测到有用信号。4.3 用信号发生器输出幅值不同的直流,分别用万用表的直流电压档和交流电压档测量之,有何结果,为什么?交换表笔再用万用表的直流电压档和交流电压档测量之,有何结果,为什么?答:在输出直流信号时,万用表的直流电压档能够正确测量而交流电压档测量值接近零。原因应该是输入时经过了滤波结构,滤去了直流分量。那么在这种状况下测量到的交流信号实际上应该就是整个系统的干扰和噪声。而交换表笔后,直流档测量值不变,只是前面多了一个负号。交流档示数仍然趋近于零。为了验证,将直流信号以 AC 通道输入到示波器中,可以观察到幅度在 2-4mV,频率在 10MHz 左右的误差,基本与万用表显示一致。