光电传感器是一种能够将可见光信号转换为电信号的器件，也可称为光电器件，主要用于光控开关，光控照明，光控报警领域中，对各种可见光进行控制。 　　 　　光电传感器的线路连接图 　　从上图可看出该光电传感器采用的是光敏电阻器作为光电元件，光敏电阻器是一种对光敏感的元件，其电阻值随入射光线的强弱发生变化而变化。 　　当环境光较强时，光电传感器RG的阻值较小，使可调电阻器RP与光电传感器RG处的分压值变低，不能达到双向触发二极管VD的触发电压值，双向触发二极管VD 截止，进而使双向了晶闸管VS也截止，照明灯EL熄灭。 　　当环境光较弱时，光电传 在现代传感技术中，光电传感器是一种将光信号转换为电信号的器件，广泛应用于自动化控制领域，特别是在光控开关、照明以及报警系统中。光敏电阻器是光电传感器中重要的组成部分，其能够将光强变化转换为电阻值变化，进而影响电路的分压，实现对环境光照强度的检测与响应。 光电传感器的控制电路通常利用光敏电阻的电阻值随光强变化的特性来设计。在光照强度变化时，光敏电阻的阻值会发生相应变化，从而改变电路中分压的大小。这种改变最终影响到整个电路的工作状态，控制负载（如照明灯）的开关。具体来说，当环境光线较强时，光敏电阻的阻值会减小，与之串联的可调电阻器RP和光敏电阻器RG形成较低的分压值，该分压值若低于双向触发二极管VD的触发电压，VD将保持截止状态，导致双向晶闸管VS也截止，使得负载断开，照明灯熄灭。 反之，在环境光线较暗时，光敏电阻的阻值增大，与可调电阻器RP形成较高的分压值。随着光线强度的进一步减弱，该分压值会增加到足以触发双向触发二极管VD的程度，VD导通后，会触发双向晶闸管VS导通，闭合电路，使照明灯EL点亮。通过这种方式，光电传感器实现了对环境光照的实时监控，并根据光照强度的高低自动控制照明设备的开关。 值得注意的是，通过调整可调电阻器RP的阻值，我们可以设置特定的光照强度阈值，以满足不同环境的应用需求。例如，在住宅照明中，可能需要在傍晚时分自动开启灯光；而在工作场所，则可能需要在光线低于特定阈值时自动打开照明设备。这种灵活性使得光电传感器控制电路能够被广泛应用于多种场合。 除了在照明控制上的应用，光电传感器还在多个领域发挥着重要作用。例如，在工业自动化领域，光电传感器可以用于监测生产线上物体的存在与否，实现自动化检测；在安全领域，光电传感器能够作为入侵检测系统的一部分，及时响应非法入侵；在医疗设备中，利用光电传感器监测特定部位的光强，可以用于监测生理指标等。通过光电传感器，这些系统能够实时、准确地获取所需的光信号信息，从而提高自动化和智能化水平。 光电传感器及其控制电路的设计和应用，是现代传感技术进步的一个缩影。随着光电技术、微电子技术的发展，光电传感器正变得越来越小型化、智能化，其应用范围也在不断扩大。设计人员通过深入研究光电传感器的工作原理和电路特性，可以更好地将光电传感器集成到各类复杂的自动控制系统中，实现更加精确和高效的控制。同时，新的光电材料和新型传感器的研究开发，也在不断拓展光电传感器的应用边界，使其在智能家居、智慧城市、物联网等新兴领域中展现出更加广阔的应用前景。 光电传感器作为传感技术中的关键元件，其控制电路的设计理念和技术分析，不仅揭示了光电传感器的工作机理，还展示了其在不同领域中的广泛应用潜能。深入理解并掌握光电传感器的控制电路，对于提高自动化和智能化系统性能具有重要意义。随着技术的不断进步和创新，光电传感器及其控制电路必将在未来的科技发展中扮演更加重要的角色。

《工程电路分析（第八版）》英文书名：Engineering Circuit Analysis 8th Edition， 电子工业出版社出版，作者：[美]威廉H.海特 /William H.Hayt [美]杰克E.凯默利 /Jack E.Kemmerly [美]史蒂文M.德宾 /Steven M.Durbin 著 周玲玲 蒋乐天 译。 ### 工程电路分析（第八版）练习答案解析 #### 书籍信息 - **书名**: 工程电路分析（第八版） - **英文书名**: Engineering Circuit Analysis 8th Edition - **出版社**: 电子工业出版社 - **作者**: - [美]威廉H.海特 / William H.Hayt - [美]杰克E.凯默利 / Jack E.Kemmerly - [美]史蒂文M.德宾 / Steven M.Durbin - **译者**: - 周玲玲 - 蒋乐天 #### 第二章选题解答 ##### 问题1 - **(a)** 45毫瓦 (mW) - **(b)** 2纳焦耳 (nJ) - **(c)** 100皮秒 (ps) - **(d)** 39.212飞秒 (fs) - **(e)** 3欧姆 (Ω) - **(f)** 18公里 (km) - **(g)** 2.5太比特 (Tb) - **(h)** 100艾原子/立方米 (exaatoms/m³) 这些单位转换问题主要考察了学生对于不同物理量的基本单位及其前缀的认识。例如，从毫瓦(mW)到微焦耳(nJ)、皮秒(ps)等，都是在测试学生对基本物理量的理解。 ##### 问题3 - **(a)** 1.212伏特 (V) - **(b)** 100毫安 (mA) - **(c)** 1泽托秒 (zs) - **(d)** 33.9997泽托秒 (zs) - **(e)** 13.1飞秒 (fs) - **(f)** 10兆秒 (Ms) - **(g)** 10微秒 (μs) - **(h)** 1秒 (s) 本题同样涉及到了单位的转换，但更加深入地探讨了时间单位的转换。通过这样的练习，可以加深学生对于时间尺度以及单位间换算的理解。 ##### 问题5 - **(a)** 373.15开尔文 (K) - **(b)** 255.37开尔文 (K) - **(c)** 0开尔文 (K) - **(d)** 149.1千瓦 (kW) - **(e)** 914.4毫米 (mm) - **(f)** 1.609千米 (km) 这些题目覆盖了温度单位和功率单位的转换。特别是开尔文作为温度的基本单位，在物理学中非常重要。此外，功率单位千瓦(kW)的转换也是实际应用中的常见需求。 ##### 问题7 - **(a)** 36.67兆瓦 (MW) - **(b)** 55瓦 (W) 这一部分考察的是功率单位之间的转换，尤其是从兆瓦(MW)到瓦(W)的转换，这对于理解和计算电力系统中的功率是非常关键的。 ##### 问题9 - **322.1兆焦耳 (MJ)** 这是一个关于能量单位转换的问题，兆焦耳(MJ)是衡量能量大小的重要单位之一。这种类型的练习有助于学生理解不同能量单位之间的换算关系。 ##### 问题11 - **(a)** 10^10个器件 - **(b)** 2000平方毫米 (mm²) 这道题目的重点在于器件数量的量化和面积单位的转换。10^10个器件的数量级很大，而2000平方毫米则相对较小，这种对比可以帮助学生更好地理解大规模集成电路的设计和制造。 ##### 问题13 - **$86.40** 这个问题可能涉及到成本计算或价格计算。在实际工程设计中，成本控制是非常重要的一个环节，了解如何计算元件或系统的成本是工程师必备的技能之一。 #### 总结 通过对上述章节练习题目的解析，可以看出该教材覆盖了电路分析中基础单位的转换、功率与能量的计算、器件数量及面积的量化等多个方面。这些问题不仅有助于巩固学生的理论知识，还能培养其解决实际问题的能力。在学习过程中，学生应该注重理解每个概念背后的物理意义，并通过实践加深记忆。

戴维南定理是电路理论中的一个基本定理，它说明任何一个线性双端网络（即含有两个端口的网络），都可以用一个等效的电压源和电阻的串联组合来替代。这个等效的电压源称为戴维南电压，等效的电阻称为戴维南电阻。戴维南定理在电路分析、故障诊断以及电路设计等多个方面有着广泛的应用。 一、含源二端网络外特性的仿真 在电路仿真中，对于含有电源的二端网络，其外特性是指该网络在不同负载条件下的表现。具体来说，这涉及到改变负载电阻 RL 的值，并测量负载两端的电压 UAB 和流过负载的电流 IAB，这样可以得到一组电压和电流的数据。通过这些数据，我们可以分析含源二端网络在外部负载变化时的性能表现。 二、含源二端网络戴维南等效参数的仿真 仿真含源二端网络的戴维南等效参数，主要是测量其开路电压 UOC 和短路电流 ISC，从而计算出戴维南等效电阻 RO。具体仿真步骤如下： 1. 开路电压、短路电流法测量等效电阻 这种方法通过断开负载电阻 RL 来测量开路电压 UOC，并将负载电阻设置为零来测量短路电流 ISC。计算等效电阻的公式为 RO = UOC / ISC。此方法利用仿真软件中的数字万用表功能来完成电压和电流的测量。 2. 用数字万用表直接测量等效电阻 该方法首先在仿真环境中将所有独立源置为零（即将电压源和电流源去除），然后在原电压源接点之间用导线短接，最后直接使用数字万用表的欧姆档测量 A、B 两点间的电阻值，该电阻值即为所求的等效电阻 RO。 3. 半电压法测量等效电阻 半电压法是一种较为精确的测量方法。首先调整负载电阻 RL，使得其变化为1%，然后通过仿真开关和键盘操作来模拟电压表读数变化，当读数等于开路电压的一半时停止仿真，此时断开负载电阻，并用数字万用表测量其阻值。 三、含源二端网络等效电路的外特性仿真 通过上述步骤获取的开路电压 UOC 和等效电阻 RO，可以建立一个等效电路，该电路由一个电压源 UOC 和一个电阻 RO 串联组成。然后，仿真这个等效电路的外特性，即改变负载电阻 RL，并测量相应的电压 UAB 和电流 IAB。根据测量数据，绘制出外特性曲线，并与原电路的外特性曲线进行对比。如果两条曲线重合，说明通过戴维南定理建立的等效电路准确地反映了原电路的性能。 总结来说，戴维南定理仿真过程涉及多个步骤，包括对含源二端网络的外特性进行测量、确定戴维南等效参数以及验证等效电路的准确性。通过这样的仿真分析，可以深入理解电路的内部特性和在不同工作条件下的表现，为电路分析和设计提供有力的支持。

方波发生器是一种常见的电子电路，用于产生矩形波形的方波信号。方波信号因在数字电路和时钟信号源中广泛使用而被熟知。从基本的电子元件如定时器、运算放大器或晶体管等多种方式可构建方波发生器电路。而本文将以NE555定时器为基础，分析方波发生器的内部电路和其工作原理。 NE555定时器芯片内部包含多个部分，例如复位、放电、比较器、触发器、输出电路等。NE555的工作原理基于比较器输出的逻辑，当其中一个输入端的电压高于另一个时，比较器输出端输出高电平，反之则输出低电平。双稳态触发器则通过两个输入端（S和R）控制输出端（Q）的状态，实现高电平和低电平之间的切换。输出电路根据触发器的状态来控制外部电路的高低电平输出。放电电路通过NPN三极管实现电容的充放电过程。 电路整体的工作过程如下：电容在高电平输出时充电，在低电平输出时放电。NE555通过检测阈值引脚和触发引脚来控制输出状态。当电容电压达到2/3供电电压时，输出翻转为低电平；当电容电压下降到1/3供电电压时，输出再次翻转为高电平。如此循环产生方波信号。 方波的频率和占空比是其两个重要的参数，可以通过调整电路中的电阻R和电容C的值来计算和调整。具体而言，方波频率由电阻和电容的乘积决定，占空比则表示方波高电平时间与整个周期时间的比例。通过改变电路中的电阻值，可以调节占空比的大小，进而控制方波输出特性。 整个方波发生器电路的性能依赖于电路元件的精确配置和选择。理解NE555内部电路的工作机制，对于设计和维护方波发生器电路至关重要。在实际应用中，设计者可以根据所需的频率和占空比，选择合适的电阻和电容值，并进行相应的电路设计。

电路分析实验指导书是针对应用电子技术和计算机控制专业的学生设计的实验用书，旨在通过实验课的方式加强学生的实践能力，巩固理论知识，并提高独立分析和处理问题的能力。本书共包含了13个实验项目，涵盖了电工仪器仪表的使用、电路定律的验证、电路参数的测定等多个方面，适用于指导学生完成从基础到进阶的各种电路分析实验。 实验一中介绍了常用电工仪器仪表的使用方法，包括万用表、双路直流稳压电源等，这些是进行电路实验的基础工具。万用表是一种多用途的测量仪器，可以用来测量电压、电流和电阻等多种电参数。使用万用表时，需要正确理解表盘上标注的意义，并按照正确的操作步骤进行测量，以避免损坏仪表。例如，在测量直流电压时，必须将红色表笔接到被测电压的正极，黑色表笔接到负极，并且在测量前应确保指针位于零位，测量时需要选择适当的量限档位。 实验二、三、四、五分别针对电阻元件的伏安特性、基尔霍夫定律、叠加定理和戴维南定理进行实验验证。这些实验帮助学生更好地理解电路定律，并学会如何在实际电路中应用这些理论。例如，电阻伏安特性的测绘实验能够使学生通过实际操作学习如何使用万用表测量不同电压和电流条件下的电阻值，并绘制出伏安特性曲线。 实验六至实验十二则涉及了更复杂电路的实验操作，包括受控源研究、日光灯电路、交流电路参数测定、谐振电路、三相交流电路等。这些实验项目不仅要求学生掌握基础的电路理论，而且需要具备一定的动手能力和问题分析能力。例如，在进行三相交流电路实验时，学生需要了解三相电源的特性，并学会如何测量三相电路中的电压和电流参数。 实验十三涉及三相电路功率的测量，这对于理解和计算电力系统中的能量流动有着重要的意义。在这个实验中，学生将学习到不同的功率测量方法，并对功率因数的提高进行研究，这对于提高电路的效率和性能至关重要。 整本书籍的编排和内容设置，旨在帮助学生在实践中学习和掌握电路分析的基本技能，并且培养其解决实际问题的能力。通过对理论知识的实验验证，学生可以更深刻地理解电路原理，并在实际操作中得到锻炼和提升。

三类高速峰值检波器电路是指峰值检波器电路的三种不同设计方案，每种设计都有其特点和应用的场合。传统峰值检波器作为第一类，通常使用运算放大器和二极管来实现信号峰值的跟踪和保持。然而，传统电路面临一些限制，比如带宽限制和充电速度慢，这些限制会影响电路的性能。第二类是改进型峰值检波器，它通过使用肖特基势垒二极管替代传统二极管来减小正向电压降，加快电路的响应速度，并减少误差。第三类是电流提升型峰值检波器，它在改进型峰值检波器的基础上增加了一个电流提升器，进一步提高了电容C1的充电速度，从而提高了电路的性能。 峰值检波器的主要功能是检测和记忆波动信号中的最大幅值，并在输出端保持这一最大值。为了实现这一功能，峰值检波器电路通常采用运算放大器来构建一个高输入阻抗的电压跟随器，并使用二极管进行半波整流，同时通过电容储存峰值电压。当输入信号的幅度变化时，峰值检波器能跟随并保持信号的峰值，直到出现新的峰值。 在传统峰值检波器中，电路的速度受到电容C1充电速度的限制。C1的充电速度受限于运算放大器U1的短路输出电流、二极管D2的正向压降、D2的换向速度，以及由电阻R1和电容C1构成的时间常数。换言之，电路的响应速度不能快于电容器的充电速度。此外，传统峰值检波器还存在振铃或振荡的风险，这需要通过适当的电路设计来避免。 改进型峰值检波器通过使用肖特基势垒二极管，显著减小了二极管的正向压降，从而提升了初始充电电流。肖特基二极管还具有较快的恢复时间，这使得电路能更快地从跟踪状态转换到保持状态。此外，由于肖特基二极管的反向恢复电荷较低，它减少了在电容器上出现的消隐脉冲电平误差。但这种改进型峰值检波器在电压降的补偿方面仍有所局限，因此需要额外的匹配二极管或电路来平衡电压降。 电流提升型峰值检波器进一步通过在电路中引入NPN双极结型晶体管（BJT）来实现电流提升。这种配置使得C1的充电电流增大，从而提高了电路的响应速度。通过匹配的NPN BJT替换匹配二极管，可以进一步加快C1的充电速度，而发射极跟随器则提供了较大的电流供应，几乎消除了充电时间常数的限制。 对于上述电路的性能分析和比较，文中提到了LTC®6244这种高速CMOS运算放大器，它具有较高的增益带宽和转换速率，以及较低的输入偏置电流和噪声性能，是适合应用于高速峰值检波器电路的元器件。 在实际应用中，不同的峰值检波器电路根据其性能特点，如速度、精度、电路复杂度和功耗等因素，适用于不同的场合。电流提升型峰值检波器尽管在速度和精度上可能表现更佳，但可能会带来更高的功率消耗。因此，在设计峰值检波器时，需要根据实际需求权衡这些因素，选择最合适的电路设计方案。

通信原理 systemview 16QAM调制与解调系统的仿真 16QAM调制解调系统与解调系统的仿真 用SystemView建立一个16QAM调制解调器电路,分析理解系统的各个模块功能，观察波形图。 判断是不是实现了16QAM调制解调系统功能。 基本要求: (1)在SystemView软 件中构建短波16QAM仿真电路 (2)计算及设定各个模块适当仿真参数 (3)仿真并输出正确仿真波形 (4)根据结果做好分析 提高要求: (1) 进一步分析其结果中的功率谱 (2)分析其调制后的信号星座图 有仿真文件和实验报告，实验报告内容为图三

LM3915是一款专为音频电平指示设计的集成电路，常用于音响系统或音频设备中，以可视化的形式展示音频信号的强度。这个芯片在电路设计中具有很高的实用性，因为它仅需少量外部元件就可以实现功能，大大简化了电路布局。 LM3915的核心特性包括： 1. **模拟电压水平传感**：它能够感应到输入信号的模拟电压，并将其转化为对应的电平指示。这意味着，音频信号的强度变化会直接影响到LED灯的数量和亮度，从而直观地呈现音频的动态范围。 2. **10个LED显示**：该电路可以连接10个LED，每个LED代表不同的音频电平，通常以3dB的增益步进。当音频电平增加时，LED逐个点亮，形成一种梯度显示，为用户提供了一种视觉反馈。 3. **电源电压范围**：LM3915支持12V到20V的电源电压，但推荐工作电压为12V。这确保了芯片在不同电源条件下的稳定工作，并且能有效延长LED的寿命。 4. **内置电压基准和分压器**：芯片内部包含一个可调的电压基准，确保了比较器的参考电平准确无误。此外，它还集成了一个十级分压器，为每个LED提供精确的比较参考。 5. **高阻抗输入缓冲器**：输入缓冲器设计有高阻抗，能够接收地面上方直至电源电压1.5V内的信号，保持了信号的原始特性，减少了信号损失和失真。 6. **电流驱动器**：LM3915的LED驱动器部分是可调节的，意味着用户可以根据需要设置LED的电流，无需额外的限流电阻，简化了电路设计。 在实际应用中，LM3915音频电平指示器电路通常会连接到音频功率放大器的输出端，或者任何需要显示音频信号强度的位置。通过调整外部电阻，可以设定LED的亮度和工作电平，以适应不同的应用场景。 LM3915是一款高效、实用的音频电平指示器集成电路，它的集成度高、操作简单，对于音频爱好者和电子工程师来说，是设计音量指示器的理想选择。通过理解和掌握LM3915的工作原理和使用方法，可以提升音频设备的用户体验，同时也能在电路设计中节省时间和成本。

北京信息科技大学电路分析实验讲义报告（图片版）

北京信息科技大学电路分析实验讲义整本修订