郑传涛, 刘 洋, 闫 格, 胡立恩

(吉林大学 电子科学与工程学院, 长春 130012)

0 引 言

《电路分析基础》、 《模拟电子技术》、 《高频电子线路》是电子类本科生专业的主干课程。这些课程主要讲述了R-L-C基本电路、 半导体晶体管及其基本电路、 运算放大器电路、 高频信号产生/调制/解调/放大电路等[1-2], 其内容也是信号与系统[3]、 现代数字信号处理[4]和通信原理[5]等课程的基础。而R-L-C选频电路则是这些课程与内容的基本电路, 因此了解并掌握R-L-C选频电路的原理与仿真方法是对学生的基本要求。

在科研方面, 基于石英音叉的石英增强光声光谱技术是一种高灵敏的间接吸收光谱技术, 已成为痕量气体检测领域的研究热点[6]。该技术利用石英音叉作为核心探测模块, 在其谐振频率处被声波激发产生共振, 并通过石英晶体本身具有的压电效应, 将振动转换为与被测量相关的电信号, 以供测量、 处理和分析[7-9]。石英音叉的动态等效电路为R-L-C串联谐振电路, 为了将石英音叉应用于实验教学和科研方面, 必须建立石英音叉的R-L-C等效电路模型, 测量模型参数并分析其性能。

针对R-L-C基本电路的实验教学需求和石英音叉的R-L-C等效电路模型分析以及科研需要, 笔者设计并实现了一种石英音叉扫频及性能测试系统。分析了石英音叉的R-L-C电学模型的原理； 为了放大正弦激励以及外部声场作用下的石英音叉输出信号, 设计了跨阻放大电路； 利用锁相放大器[10]、 跨阻放大器、 信号发生器与LabVIEW信号平台, 建立了石英音叉扫频及性能测试系统；……