【正文】 。因此，在現(xiàn)代數(shù)字電子電路中只需解決不同電源電壓 CMOS、 HCMOS 器件之間的連接問(wèn)題。 5%、功耗大、價(jià)格甚至比 74HC 系列高 )與 74 系列 (在 74 系列中，只有輸出級(jí)可承受高壓的 740 7407 OC 門(mén)電路芯片仍在使用 )。即數(shù)字電路系統(tǒng)中的門(mén)電路、觸發(fā)器、驅(qū)動(dòng)器盡可能采用 74HC 系列（或高速的 74AHC 系列）芯片、 CD40 系列或 CD45 系列的 CMOS 器件 (速度較 HCMOS 系列慢，但功耗比 HC 系列芯片低、電源電壓范圍寬。 一般是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)或者電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào) 電平轉(zhuǎn)換電路 在數(shù)字電路系統(tǒng)中，一般情況下，不同種類(lèi)器件 (如 TTL、 CMOS、 HCMOS等 )不能直接相連；電源電壓不同的 CMOS、 HCMOS 器件因輸出電平不同也不能直接相連，這就涉及到電平轉(zhuǎn)換問(wèn)題。信號(hào)是信息存在的形式或載體。我們所有的僅僅是一個(gè)時(shí)間序列的離散的函數(shù) x(n) 和采樣頻率。并且希望所提供的樣本總數(shù)是整周期個(gè)數(shù)的。 通常，信號(hào)采集后都要去做適當(dāng)?shù)男盘?hào) 處理，例如 FFT 等。但是，較長(zhǎng)時(shí)間使用很高的采樣率可能會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有足夠的內(nèi)存或者硬盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)太慢。這個(gè)濾波器稱(chēng)為抗混疊濾波器。計(jì)算混頻偏差的公式是： 混頻偏差＝ ABS(采樣頻率的最近整數(shù)倍－輸入頻率 其中 ABS 表示 絕對(duì)值 ，例如： 混頻偏差 F2 = |10070| = 30 Hz 混頻偏差 F3 = |(2)100160| = 40 Hz 混頻偏差 F4 = |(5)100510| = 10 Hz 為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號(hào)被采集 (A/D)之前，經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，將信號(hào)中高于奈奎斯特頻率的信號(hào)成分濾去。而頻率高于 50HZ 的信號(hào)成分采樣時(shí)會(huì)發(fā)生畸變。假設(shè)采樣頻率 fs 是 100HZ, 信號(hào)中含有 2 70、 160、和 510Hz 的成分。出現(xiàn)的混頻偏差 (alias frequency)是輸入信號(hào)的頻率和最靠近的采樣率整數(shù)倍的差的絕對(duì)值。 采樣率過(guò)低的結(jié)果是還原的信號(hào)的頻率看上去與原始信號(hào)不同。如果信號(hào)中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分，信號(hào)將在直流和 奈 奎斯特頻率之間畸變。 根據(jù)采樣定理，最低采樣頻率必須是信號(hào)頻率的兩倍。注意這個(gè)數(shù)列中僅僅用下標(biāo)變量編制索引，而不含有任何關(guān)于采樣率 (或 Δt)的信息。樣間隔是 Δt，注意，采樣點(diǎn)在時(shí)域上是分散的。所有 x(0),xΔt),x(2Δt) 都是采樣值。它的倒數(shù) 1/Δt 被稱(chēng)為采樣頻率，單位是采樣數(shù) / 每秒。實(shí)際采集時(shí)，噪聲也可能帶來(lái)一些麻煩 .數(shù)據(jù)采集時(shí)，有一些基本原理要注意，還有更多的實(shí)際的問(wèn)題要解決 . 采樣頻率、抗混疊濾波器和樣本數(shù) 假設(shè)現(xiàn)在對(duì)一個(gè)模擬信號(hào) x(t) 每隔 Δt 時(shí)間采樣一次。除此之外，LabVIEW 還支持各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備，比如常見(jiàn)的 PDA、 FPGA 以及運(yùn)行 VxWorks 和 PharLap 系統(tǒng)的 RT 設(shè)備 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天， 數(shù)據(jù)采集 的重要性是十分顯著的。 LabVIEW 具有良好的平臺(tái)一致性。所以，如果項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間緊張，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用 LabVIEW，以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。除了應(yīng)用于玩具， LabVIEW 還有專(zhuān)門(mén)用于中小學(xué)生教學(xué)使用的版本。著名的可編程玩具“樂(lè)高積木”使用的就是 LabVIEW 編程語(yǔ)言。 兒童教育：由于圖形外觀漂亮且容易吸引兒童的注意力，同時(shí)圖形比文本更容易被兒童接受和理解，所以 LabVIEW 非常受少年兒童的歡迎。在設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備之前，可以先在計(jì)算機(jī)上用 LabVIEW 搭建仿真原型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，找到潛在的問(wèn)題。使用 LabVIEW 可以非常方便的編制各種控制程序。 LabVIEW 擁有專(zhuān)門(mén)用于控制領(lǐng)域的模塊LabVIEWDSC。有時(shí)甚至于只需簡(jiǎn)單地調(diào)用幾個(gè)工具包中的函數(shù)，就可以組成一個(gè)完整的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用程序。同時(shí)，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的 LabVIEW 工具包。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展， LABVIEW 在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域獲得了廣泛的承認(rèn)。 LabVIEW 優(yōu)點(diǎn) LabVIEW 有很多優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，尤其是在某些特殊領(lǐng)域其特點(diǎn)尤其突出。 可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。LabVIEW [2]集成了與滿足 GPIB、 VXI、 RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。 LabVIEW 是一個(gè)革命性的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，內(nèi)置信號(hào)采集，測(cè)量分析和數(shù)據(jù)顯示功能，作為傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具的復(fù)雜性，為您提供強(qiáng)大的功能，也保證了系統(tǒng)的靈活性。 開(kāi)發(fā)時(shí)間少 在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上， NI 高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器 傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器構(gòu)成比較 儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。這得益于 NI 軟件的靈活性 ，只需更新計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無(wú)需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來(lái)越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。使用者可以根據(jù)不同的測(cè)試任務(wù)，在虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件的提示下編制不同的測(cè)試軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。 NI 公司在提出虛擬儀器概念并推出第一批實(shí)用成果時(shí)，就用軟件就是儀器來(lái)表達(dá)虛擬儀器的特征，強(qiáng)調(diào)軟件在虛擬儀器中的重要位置。 按照測(cè)控功能硬件的不同， VI可分為 DAQ、 GPIB、 VXI、 PXI 和串口總線五種標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，它們主要完成被測(cè)輸入信號(hào)的采集、放大、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。它管理著虛擬儀器的軟件資源，是虛擬儀器的硬件基礎(chǔ)。用戶用鼠標(biāo)操作虛擬儀器的面板就如同操作真實(shí)儀器一樣 真實(shí)與方便 虛擬儀器系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 虛擬儀器的硬件系統(tǒng)一般分為計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)和測(cè)控功能硬件。虛擬儀器提供的各種工具能滿足我們?nèi)魏雾?xiàng)目需要 . 虛擬儀器的 系統(tǒng) 構(gòu)成 虛擬儀器由硬件設(shè)備與接口、 設(shè)備驅(qū)動(dòng) 軟件 和虛擬儀器面板組成。自 1986 年問(wèn)世以來(lái)，世界各國(guó)的工程師和科學(xué)家們都已將 NI LabVIEW 圖形化開(kāi)發(fā)工具用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而改善了產(chǎn)品質(zhì)量、縮短了產(chǎn)品投放市場(chǎng)的時(shí)間，并提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)效率。 引線長(zhǎng) :L30mm177。 2mm /引線直徑：￠ 封裝類(lèi)型：屬環(huán)氧樹(shù)脂封裝 /直插型（ DIP) 常用型號(hào)： LXD20516 / LXD20528 / LXD20537 / LXD20539 / LXD20549 / 規(guī)格：光敏電阻￠ 25mm 系列 外觀描述 : 基板 :177。 /引線直徑：￠ 封裝類(lèi)型：屬環(huán)氧樹(shù)脂封裝 /直插型（ DIP) 常用型號(hào)： LXD12516 / LXD12528 / LXD12537 / LXD12539 / LXD12549 / 規(guī)格：光敏電阻￠ 20mm 系列 外觀描述 : 基板 :L20mm177。 177。 引線長(zhǎng) :L36mm177。停止輻射時(shí)光電導(dǎo)率和光電流的變化規(guī)律可表示為 外觀尺寸： 基板 :177。在強(qiáng)輻射入射時(shí)，光敏電阻的光電流上升到穩(wěn)態(tài)值的 67%所需要的時(shí)間 τ r 定義為強(qiáng)輻射作用下的上升時(shí)間常數(shù)。 （ 2）強(qiáng)輻射條件下的時(shí)間響應(yīng) 如圖 27 所示為較強(qiáng)的輻射通量 Φ e （圖的上方）脈沖作用于光敏電阻上時(shí)的輸出波形（圖的下方波形），無(wú)論對(duì)本征型還 是雜質(zhì)型的光敏電阻，光激發(fā)載流子的變化規(guī)律由式（ 26） 表示。 停止輻射時(shí)，入射輻射通量 Φ e 與時(shí)間的關(guān)系為 同樣，可以推導(dǎo)出停止輻射情況下的光電導(dǎo)率和光電流隨時(shí)間的變化 規(guī)律 當(dāng) t =τ f時(shí)， Δ σ 0 下降到 Δ σ = σ 0， I e0 下降到 I = e0；當(dāng) t τ f 時(shí)， Δ σ 0 與 I e0 均下降到 0；可見(jiàn)，在輻射停止后，光敏電阻的光電流下降到穩(wěn)態(tài)值的 37%所需要的時(shí)間稱(chēng)為光敏電阻的下降時(shí)間常數(shù)，記為 τ f。 (1) 弱輻射條件下的時(shí)間響應(yīng) 設(shè)入射輻射如圖 26 上方的方波所示光脈沖，其輻射通量 Φ e 表示為 光敏電阻的光電導(dǎo)率 Δ σ 和光電流 Ie 隨時(shí)間變化的規(guī)律為如圖 26 下方所示的輸出波形，其變化規(guī)律為： 式中 Δ σ 0 與 Ie0 分別為弱輻射作用下的光電導(dǎo)率和光電流的穩(wěn)態(tài)值。 五、時(shí)間響應(yīng)特性及其測(cè)量 光敏電阻是半導(dǎo)體光電器件中時(shí)間響應(yīng)特性最強(qiáng)（或慣性最大）的器件，掌握它的測(cè)量方法有利于正確應(yīng)用這類(lèi)器件，同時(shí)也為測(cè)量其他光電器件的時(shí)間響應(yīng)奠定基礎(chǔ)。測(cè)量方式為在如圖 21 所示的電路中用鋸齒波掃描電壓代替電源，用階梯波給 LED 光源提供階梯光照到光敏電阻上，用鋸齒波做 X 軸掃描，用流過(guò)光敏電阻的電流在外接固定電阻上產(chǎn)生的電壓為 Y 軸就可以測(cè)出它的伏安特性曲線，如圖 25 所示。改變電源電壓，得到一族 U與 Ip間的關(guān)系值，在如圖 23所示直角坐標(biāo)系下畫(huà)出 U— Ip特性曲線，即為光敏電阻的伏安特性曲線。由于光敏電阻的本質(zhì)是電阻，因此，伏安特性曲線應(yīng)為直線。 四、光敏電阻的伏安特性及其測(cè)量 利用 GDSⅡ型 光電綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的硬件資源與示波輸入端口很容易構(gòu)成光敏電阻伏安特性的測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)改變發(fā)光管電流 If 獲得不同光照度 Ev所對(duì)應(yīng)的阻值 Rp。實(shí)驗(yàn)前，先將發(fā)光二極管用數(shù)字照度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，得到發(fā)光管電流 If與受光面照度 Ev 間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。并在圖 23中畫(huà)出亮電 阻的特性曲線。當(dāng)光敏電阻在一定的光照下（可以用數(shù)字照度計(jì)事先測(cè)出 LED光源在不同電流下的照度值確定），測(cè)得的電流 IP與電源電壓 Ubb（測(cè)量亮電阻時(shí)為確定值如 12V）之比的倒數(shù)為光敏電阻的亮電阻阻值 RL。將所測(cè)得的電源電壓 Ubb 值與電流 Id值分別填入表 21，得到光敏電阻暗電阻的阻值。測(cè)量時(shí)千萬(wàn)不要打開(kāi)光敏電阻實(shí)驗(yàn)裝置的保護(hù)窗蓋，必須使它始終處于暗室狀態(tài)才能測(cè)出它的真實(shí)暗電阻，否則由于光敏電阻的慣性與前歷效應(yīng)使你在實(shí)驗(yàn)階段無(wú)法測(cè)出準(zhǔn)確的暗電阻。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其小號(hào)的功率就降低 4 03 02 01 00I / mA1 0 01 0 0 0 1 x5 0 0 m W1 0 0 1 x2 0 0U / V1 0 1 x 硫化鎘光敏電阻的伏安特性 0 . 0 50 . 1 00 . 1 50 . 2 00 . 2 50 . 3 00 . 3 50 . 4 00 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 1 . 2 1 . 4I / mA? / lm 光敏電阻的光照特性 Sr / (%)? / A2 04 06 08 01 0 00 1 . 5 3 光敏電阻的光譜特性 1 0 08 06 04 02 00 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0S /( %)f / H z 光敏電阻的頻率特性 光敏電阻各種特性實(shí)驗(yàn)測(cè)量 一、暗電阻的測(cè)量 從 GDSⅡ型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)備件箱中取出光敏電阻實(shí)驗(yàn)裝置，并將光敏電阻探測(cè)器實(shí)驗(yàn)裝置 11 的引線連接到實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的半導(dǎo)體光電傳感器插孔內(nèi)，并用導(dǎo)線將光敏電阻及測(cè)量電表連接成如圖 21所示電路，電路中的電流表 用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主機(jī)提供的數(shù)字微安表，電源也使用由實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的數(shù)字電壓表，可調(diào)電源應(yīng)該用平臺(tái)上提供的12V電源、電位器、電阻與三極管等元器件自行設(shè)計(jì)裝調(diào)出可調(diào)電壓的電源。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。伏安特性曲線用來(lái)描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來(lái)說(shuō)，其光電流隨外加電壓的增大而增大。在大多數(shù)情況下，該特性為非線性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降。 （ 5）光照特性。光譜響應(yīng)又稱(chēng)光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長(zhǎng)的單色光照射下的靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）與受光照射時(shí)的電阻值（亮電阻）的相對(duì)變化值。外加電壓與暗電流之比稱(chēng)為暗電阻，常用“ 0LX”表示。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過(guò)的電流稱(chēng)為光電流，外加電壓與光電流之比稱(chēng)為亮電阻，常用“ 100LX”表示 （ 2）暗電流、暗電阻。如果儀表指針始終停在一個(gè)位置的震動(dòng)和搖晃光敏電阻的光敏材料被損壞 光敏電阻優(yōu)缺點(diǎn) 缺點(diǎn)： 根據(jù)不同的溫度影響較大 響應(yīng)速度不快，在 ms 到 s 之間，延遲時(shí)間受入射光的光照度影響（光電二極管無(wú)此缺點(diǎn)，光電二極管靈敏度比光敏電阻高） 比較耗材 優(yōu)點(diǎn)： 環(huán)氧膠封裝（環(huán)氧涂層），可靠性（可靠性高）的尺寸?。w積?。┖透哽`敏度（高靈敏度），反應(yīng)速 率（快速反應(yīng)）的光譜特性（良好的頻譜特性） 該直流電源可獨(dú)立使用的內(nèi)部光電效應(yīng)和電極（光電二極管僅涉及） 靈敏度和半導(dǎo)體材料，和波長(zhǎng)的入射光 根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見(jiàn)光光敏電阻器。如果這個(gè)值甚至無(wú)限 大，表明光敏電阻內(nèi)部損壞不能再繼續(xù)使用。 檢測(cè)方法 B