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光发射与接收电路制作

光发射与接收电路制作. 实验目的. 实验原理. 仪器介绍. 实验内容. 思考练习. 实验的意义. 该实验项目包含发光二极管发射电路和光电接收电路制作两部分。该实验分两个阶段完成，第一阶段为电路的制作过程，学生需用分立元器件在面包板或试验板上搭出整个电路。第二阶段为整个电路的排错、调试和测试。学生通过该实验的进行可综合、系统地了解发光二极管发射电路和光电接收电路的工作原理和特点，熟悉元器件的应用，提高电路制作的能力，通过电路排错和调试可提高分析问题解决问题的能力，并掌握使用测量仪嚣进行光电电路检测的方法。. 1. 实验目的.

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光发射与接收电路制作

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  1. 光发射与接收电路制作 实验目的 实验原理 仪器介绍 实验内容 思考练习

  2. 实验的意义 该实验项目包含发光二极管发射电路和光电接收电路制作两部分。该实验分两个阶段完成，第一阶段为电路的制作过程，学生需用分立元器件在面包板或试验板上搭出整个电路。第二阶段为整个电路的排错、调试和测试。学生通过该实验的进行可综合、系统地了解发光二极管发射电路和光电接收电路的工作原理和特点，熟悉元器件的应用，提高电路制作的能力，通过电路排错和调试可提高分析问题解决问题的能力，并掌握使用测量仪嚣进行光电电路检测的方法。

  3. 1.实验目的 • 学习发光二极管发射电路及光电接收 电路的工作原理 • 掌握发光二极管发射电路及光电接收电路基本参数的测量 • 掌握发光二极管发射电路及光电接收电路的制作及调试 • 熟练掌握基本测试仪器（数字示波器、万用表）的使用。

  4. 2.实验原理 基本概念 • 电压放大倍数 • 带通滤波器带宽 • 带通滤波器的中心频率 基本原理 • 发光二极管发射电路及光电接收电路的工作原理

  5. 基本概念 电压放大倍数定义为： AV=VO/VI 其中：VO为放大器的输出电压 VI为放大器的输入电压 *注意：放大倍数通常是在正弦信号下的交流参数，只有在放大器处于放大状态且输出不失真的条件下才有意义。

  6. AO 0.707 AO f fL fo fH 基本概念 带宽、中心频率：放大器的放大倍数A(f)是频率的函数。在低频段和高频段放大倍数都要下降。当A(f)下降到最大电压放大倍数AO的0.707倍（-3dB）时，相应的频率fL称为下限频率，fH称为上限频率。 fH、fL之差即为放大器的带宽BW（具体称3dB带宽）。即：BW3dB=fH-fL。Ao对应的工作频率称为中心频率fo 。见下图。

  7. 工作原理 1) 原理图：

  8. 2) 工作原理： 电路原理图如上图所尔示。NE555、 R1 、R2 、VR1 、C1 组成方波发生器。R3 、R4 、LED（发光二极管） 、三极管9013 组成LED驱动器。R5 、PD（光电接收管）、C2组成光电接收器。R8、 R9、 LF353A、C3组成第一级放大器。R10、 R11 、R12、 R13 、C4、C5 、LF353B组成带通滤波器并进行第二级放大。方波发生器产生一定频率的方波信号经驱动器使LED发出对应频率的光信号，光电接收器接收LED发出的光信号并将其转变成电信号，第一级放大器将电信号进一步放大，带通滤波器将放大的电信号进一步滤波以滤除杂波并输出。

  9. 3.实验仪器

  10. 4.实验内容 1、发射电路及接收电路的制作: 请在面包板上按电路图搭好电路，请注意发光二极管（ LED ）、光电三极管 （ PD ）、及电解电容是有极性的，不要搞反。集成块的管脚也不要接错。

  11. 4.实验内容 2、电路检查及调试: 请检查线路是否接错，特别要注意集成块的电源不要接反，否则会烧坏集成块。在检查线路时可借助万用表进行。调试的流程应分先后次序，应为：方波发生电路-LED驱动电路-光电转换电路-反向放大电路-带通滤波电路。

  12. 光电转挽电路 反向放大器 带通滤波器 Ui UO1 UO2 接收光 光反射面 发射光 LED发射电路 4.实验内容 3、电路的测量: （1）、测量方案图：

  13. 4.实验内容 3、电路的测量: （2）、电压放大倍数的测量： 请测出反向放大器的放大倍数。注意信号不能处于失真状态。并将测量结果填入右表。

  14. 4.实验内容 3、电路的测量: (3)：中心频率及带宽测量： • 调节电位器VR1，使UO2端的信号最大，此时的方波频率即为带通滤波器的中心频率。记下此频率值。保持UO1大小不变，调节电位器VR1，找出使UO2端信号分别下降为最大的0.707倍的二个频率点fH、fL，记下二频率点的值，计算带通滤波器的3dB带宽BW (fH、fL之差)。以上数据请测三次，并将数据填入下表：

  15. 4.实验内容 3、电路的测量:

  16. 5.思考练习 1、 请说出发光二极管（ LED ）和激光二极管（ LD ）、普通光电管（ PD ）和PIN管之间的区别，各有什么优缺点? 2、本电路的主要干扰信号有那些，本电路的那部份主要起抗干扰作用，如何进一步改进?

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