《電子技術(shù)應(yīng)用》word版-文庫(kù)吧
2024-12-23 17:19 本頁(yè)面
【正文】 10 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單 ..................................................... 11 系統(tǒng)調(diào)試與參數(shù)測(cè)量及參數(shù)測(cè)量 ................................................................. 12 改進(jìn)意見(jiàn)與收獲體會(huì) ..................................................................................... 12 主要 參考資料 .............................................................................................................. 13 1 第 1 章 電流 /電壓 （ I/V） 轉(zhuǎn)換器的制作與調(diào)試 設(shè)計(jì)任務(wù) 熟悉運(yùn)放電路的各種元器件，充分了解并掌握運(yùn)放參考電路圖，將元器件焊接在電路板上，并按設(shè)計(jì)要求寫出設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程，設(shè)計(jì)出將 0~10 毫安電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成 0~10伏電壓信號(hào)的電流 /電壓轉(zhuǎn)換器，并通過(guò)調(diào)試將誤差控制在允許范圍內(nèi)。 分析電路的工作過(guò)程，完成制作與調(diào)試 ,并填寫下表，分析結(jié)果。 表 系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)方案 無(wú)源 I/V 變換 無(wú)源 I/V變換主要是利用無(wú)源 器件電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)，并加濾波和輸出限幅等保護(hù)措施 圖中 R1和 C構(gòu)成無(wú)源濾波電路，即 RC 低通濾波電路，起到濾波的作用；二極管一端加固定電壓 +5V，在另一端若有加至高于 5V電壓，在滿足二極管一定特性的情況下，二極管將正向?qū)?，所以在這里二極管起到了限幅的作用，輸出電壓 V=R2*I，即可使輸入電流轉(zhuǎn)換為電壓形式輸出。 電流信號(hào)（毫安） 0 2 4 6 8 10 電壓信號(hào)（伏） 2 圖 I/V變換 有源 I/V 變換 有源 I/V變換主要是利用有源器件運(yùn)算放大器、電阻組成。利用運(yùn)算放大器進(jìn)行對(duì)輸入信號(hào)的放大。將輸入電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，輸入電流由于電容的存在使電阻兩端產(chǎn)生一定的壓降，然后由運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)電壓放大，從而完成電流到電壓的轉(zhuǎn)換。 比較無(wú)源 I/V變換和有源 I/V變換，有源 I/V變換在實(shí)際應(yīng)用中更為廣泛，而且可調(diào)性強(qiáng)，便于電路的調(diào)試，所以設(shè)計(jì)中選用有源 I/V變換完成電流電壓轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 該電路是采用集成運(yùn)放的電壓并聯(lián)負(fù)反饋制作轉(zhuǎn)換器，使輸入電流轉(zhuǎn)化成電壓輸入，通過(guò)運(yùn)算放大器放大電壓信號(hào)。電路由電阻 R，若干 100KΩ， 200KΩ，2KΩ電阻， 2 個(gè) 10KΩ可調(diào)電阻構(gòu)成。 R 構(gòu)成電路輸入端， 100KΩ ,200KΩ ,2KΩ構(gòu)成差分電路，可調(diào)電 阻構(gòu)成調(diào)零和輸出電路。運(yùn)算放大器的引腳接法： 2 接反向輸入端， 3 接同向輸入端， 4 接 15V 電壓， 6 為輸出端， 7 接 +15V 電壓。 Ii是輸入電流，在輸入端接入一個(gè)較小的電阻 R（ R 遠(yuǎn)小于 100KΩ），使輸入電流基本完全通過(guò)電阻 R， Ii 將在 R 上產(chǎn)生電壓。當(dāng)電流在同向端輸入電流時(shí)，將在輸出端產(chǎn)生正電壓。設(shè) R 上端電勢(shì)為 Vi 上 ， R 下端電勢(shì)為 Vi 下 ，有 Ii*R=（ Vi 下 Vi上 ）。因在運(yùn)放輸入端是對(duì)稱工作的，但在實(shí)際工作中會(huì)出現(xiàn)一定的不對(duì)稱性，為了提高精度，應(yīng)加入調(diào)零電路，消除零點(diǎn)誤差。左下端 15V 電路為調(diào)零電路，當(dāng)輸入電 流 Ii=0 時(shí)，調(diào)整左下角可變電阻使 V0=0,記錄此時(shí)可變電阻的電位 V 調(diào) 。右邊的 10KΩ是用來(lái)調(diào)整增益的，通過(guò)調(diào)整增益達(dá)到輸出量程的上限，測(cè)出此時(shí)可調(diào)電阻的電勢(shì) V 增 。 2 個(gè) 2KΩ電阻與 100KΩ電阻的連接節(jié)點(diǎn)電位為 Vn（反向端）和 Vp（同向端）。根據(jù)運(yùn)放虛斷的性質(zhì)有 2 個(gè) 2KΩ電阻上無(wú)電流。 根據(jù)反向虛斷有 (Vi 上 Vn)/100k=(VnV 增 )/200k 同向虛斷有 （ Vi 下 Vp） /100k=（ VpV 調(diào) ） /200k 根據(jù)虛短有： Vn=Vp。 得 V 增 =V 調(diào) 2（ Vi 上 Vi 下 ） =V 調(diào) +2*Ii*R 設(shè)右邊 10KΩ可調(diào)電阻上邊電阻為 R 上 ，下邊電阻為 R 下 ，在上邊的差分電路中，因?yàn)?10K200K，故 200KΩ電流作用可以忽略。 則 V 增 =R 下 *V0/(R 上 +R 下 )=R 下 *V0/10K 3 所以有 V0=(10k/R 下 )*V 增 =(10k/R 下 )*(V 調(diào) +2*Ii*R) 總電路圖、元器件清單、儀器儀表清單 電路圖如下 ： 圖 表 元器件清單 名稱 規(guī)格 數(shù)量 電阻 100K 3 電阻 2K 2 電阻 200K 2 滑動(dòng)變阻器 10K 2
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