【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 這時(shí)電路的輸入 ——輸出特 性曲線(xiàn)如圖 24(b)所示。信號(hào)電壓 iV 由負(fù)值變?yōu)檎担? 刪除部分 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 刪除部分 管截止，三極管集電極通過(guò)上拉電阻 R4，形成高電平。這樣通過(guò)三極管的反復(fù)導(dǎo)通、截止，在過(guò)零檢測(cè)端口 D點(diǎn)形成 100Hz脈沖波形 (如圖 28)，其中， 刪除部分 電壓輸入電路如圖 29 所示。該電路是以 5V 作為基本量程，共設(shè)為 5 個(gè)擋：5V、 50V、 100V、 250V、 500V。圖中， 5個(gè)電阻 R1~R5為分壓電阻。均采 刪除部分 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 再計(jì)算 500V 擋的電阻值時(shí)，由于當(dāng)輸入滿(mǎn)量程 500V 時(shí)，輸出為 5V，故減少 100倍，也就是分壓衰減系數(shù)為 ， 總? =10K 刪除部分 同理可以算出量程為 250V檔的電阻值 4R ，由于當(dāng)輸入滿(mǎn)量程 250V時(shí)，輸出為 5V，故減少 50倍，也就是衰減系數(shù)為 ，那么， 54 41015 0 1 0 0 0RR RR? ???總， 4 10RK??。 刪除部分 若檢測(cè)到得電壓信號(hào)是直流，則經(jīng)過(guò)衰減后的電壓就可以直接送到放大電路中，再送給 A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)處理和顯示。 在電流或者電壓的測(cè)量中，經(jīng)常遇見(jiàn)測(cè)量的并不是直流，而是交流。此時(shí)，絕對(duì)不能把交流信號(hào)直接輸入到數(shù)字電壓表中去， 必須先要把被測(cè)的交流信號(hào)變成直流信號(hào)以后，才可以輸入到數(shù)字電壓表去進(jìn)行測(cè)量。 交流電壓的測(cè)量電路采用平均值的 AC/DC轉(zhuǎn)換電路， 5個(gè) 交流電壓的量程 刪除部分 電壓 2*500=707VpV ? ，測(cè)量交流電壓時(shí)仍借用直流電壓檔的分壓 器 。利用低漂移雙運(yùn)放 IC1(1/2TL062)組成平均值響應(yīng)的線(xiàn)性半波整流電路。這種電路可避免二極管在小信號(hào)整流時(shí)引起的非線(xiàn)性誤差，使輸入電壓 VIN(RMS)與輸出電壓 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 刪除部分 數(shù)必須大于 倍，才有調(diào)整的余量。電路中的 R5 R54是負(fù)反饋電阻，可將IC1偏置在線(xiàn)性放大區(qū)，同時(shí)控制運(yùn)放的增益?，F(xiàn) R53=R54=100K， IC1同相 刪除部分 目的在于提高其 輸入阻抗，減小對(duì)輸入信號(hào)的衰減。盡管 IC1 屬于低漂移運(yùn)放，但考慮到 AC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓很弱，即使漂移電壓很小，也可能造 刪除部分 時(shí) VD5 導(dǎo)通， VD4 截止， IC1 的輸出電流途經(jīng) C16→VD 5→R 55→R 57→RP 4→ 地(COM 端 )，并經(jīng)過(guò) R56對(duì) C17進(jìn)行充電。負(fù)半周時(shí) VD4導(dǎo)通， VD5截止，電流途經(jīng)地 →RP 4→R 57→VD 4→C 16→IC 1。 C17緩慢地放電，放電時(shí)間常數(shù) 刪除部分 流電壓，經(jīng)過(guò)由 R56和 C17組成的平滑濾波器可濾掉交流紋波，得到的平均值電壓 V0，送至 ADC0809對(duì) V0 進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 RP4是交流電壓檔的校準(zhǔn)電位器，調(diào)整 RP4可使整個(gè) AC/DC 轉(zhuǎn)換器的電壓放大倍數(shù)為 倍，令儀表直接顯示出被測(cè)電壓的有效值，負(fù)半周時(shí)， VD4為反向電流提供通路， C14是運(yùn)放的 刪除部分 作用，才保證了其幾乎沒(méi)有損失地進(jìn)行 AC－ DC 的信號(hào)轉(zhuǎn)換。因此，這里使用的是低功耗的高阻輸入運(yùn)算放大器，其不靈敏區(qū)僅僅只有 2mV 左右，其在普通數(shù)字萬(wàn)用表中大量使用，電路大同小異。如圖 27所示。 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 刪除部分 圖 210交流電壓測(cè)量圖 基本原理： 自動(dòng)量程切換接口由 10 倍放大器電路、欠量程識(shí)別電路、換程控制電路組成。 結(jié)構(gòu)框圖如圖 28所示。 刪除部分 電路工作原理如下：當(dāng)電路上電后，換程控制電路自動(dòng)將量程設(shè)置為最高擋，即衰減為 ，然后欠量程識(shí)別電路對(duì)放大后的輸出 Uo 進(jìn)行判斷。判斷標(biāo)準(zhǔn)是以和它相配的 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入上限作為其上限閥值 Umax，以 9%Umax 作為其下限閥值 Umin， UoUmin 為欠量程。 若欠量程，則由換程控制電路控制量程由高到低變化至放大電路輸出 Uo 大于 Umin。 若輸入 Ui 變化后可先使儀表復(fù)位到最高 擋，再由電路自動(dòng)根據(jù) Ui 減至合適量程為止。以上過(guò) 刪除部分 和單片機(jī)換程信號(hào)。 (1)10 倍放大器電路 通常， 檢測(cè)信號(hào)的放大采用集成運(yùn)算放大器 。運(yùn)算放大器可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的加、減、微分、積分等運(yùn)算。運(yùn)算放大器電壓增益高，輸入阻抗大，輸出阻抗小，根據(jù)負(fù)反饋電路的接法，可以實(shí)現(xiàn)反相運(yùn)算、同相運(yùn)算和差動(dòng)運(yùn)算等。由于經(jīng)傳感器變換后的模擬電壓信號(hào)有時(shí)是很微弱的微伏級(jí)信號(hào)，而一般的通用放大器都具有毫伏級(jí)的失調(diào)電壓和每度數(shù)微伏的溫度漂移，顯然是不能用于放大微弱信號(hào)的。因此在設(shè)計(jì)中要采用高精度運(yùn)算放大器或測(cè)量放 大器。 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 刪除部分 圖 212 10倍放大電路圖 (2)負(fù)電壓識(shí)別及反相電路 在直流電壓的測(cè)量過(guò)程中，不僅僅只是對(duì)正電壓的測(cè)量，必然還會(huì)涉及到測(cè)量負(fù)電壓。在這個(gè)問(wèn)題上，常用的方法是采用同相加法器給被測(cè)電壓加上一個(gè)基準(zhǔn) 刪除部分 0≤U≤4V，由于是采用軟件進(jìn)行自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換，電壓經(jīng)過(guò)抬高后無(wú)法有效地進(jìn)行欠量程判斷，因此采用了與零比較的方案。當(dāng)輸入電壓大于零時(shí)， LM339向單 刪除部分 如圖 214負(fù)電壓反相電路 (2)欠量程識(shí)別電路 因?yàn)槌跏茧妷毫砍淘O(shè)置為最高擋，因此只需 要欠量程信號(hào)比較即可調(diào)節(jié)量程。欠量程識(shí)別電路的原理示意圖如圖 210 所示。該電路才用 LM339 中的一只運(yùn)放構(gòu)成下限閥值比較器，當(dāng) Uo 小于 Umin 時(shí)， LM339 輸出低電平，表示欠量程信號(hào) UR；當(dāng) Uo 大于 Umin 時(shí)， LM339 輸出高電平 RR，表示量程合適。 由于還存在負(fù)電壓測(cè)量問(wèn)題，而正電壓和經(jīng)過(guò)反相器的負(fù)電壓是通過(guò)不同的線(xiàn)路由多路模擬開(kāi)關(guān) CD4051(2)選擇進(jìn)入 V/F轉(zhuǎn)換器的，所以我們需要兩個(gè)上述的欠 刪除部分 (3)換程控制電路 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） (1)CD4051多路開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)介 CD4051 是一 個(gè)雙向 8 通道多路開(kāi)關(guān)，相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開(kāi)關(guān)，具有低導(dǎo)通阻抗和很低的截止漏電流。它有 3 個(gè)二進(jìn)制控制輸入端 A、 B、 C 和一個(gè)禁止輸入端INH，并由 3位二進(jìn)制信號(hào)來(lái)選擇 8個(gè)通道中的一個(gè)通道。這些開(kāi)關(guān)電路在整個(gè) 刪除部分 通，允許模擬量輸入。 CD4051 導(dǎo)通電阻小，在常溫下的導(dǎo)通電阻為幾百歐姆。供電電壓范圍較寬，速度相對(duì)較快，控制簡(jiǎn)單，適合作為量程轉(zhuǎn)換模塊中選擇 刪除部分 (2)換程電路 換程控制電路的原理示意圖如圖 211 所示。 刪除部分 圖 218換程控制電路圖 該電路由分壓電 路、多路模擬開(kāi)關(guān)和單片機(jī) I/O 口組成。其作用是按輸入條件信號(hào) (正負(fù)電壓判斷信號(hào) ，欠量程信號(hào)、原量程信號(hào) )送給單片機(jī) 進(jìn)行判斷， 然后由單片機(jī) 、 、 輸出量程控制信號(hào)送入模擬開(kāi) 刪除部分 最低量程時(shí)仍欠量程，則維持最低量程不變化； ③ 量程合適時(shí)，維持原量程不變； ④ 每擋量程都能達(dá)到并保持； ⑤ 當(dāng)量程為最低擋時(shí)仍欠量程，則維持原量程不變化； ⑥ 電路上電時(shí)，量程信號(hào)從最高擋起步。 綿陽(yáng)師范學(xué)院 2020屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 上電時(shí)電路的量程起步則由單片機(jī) 、 、 口解決，即初始設(shè)置為 = =0、 =0。選通 CD4051(1)開(kāi)關(guān)的 X4通路 (4)自動(dòng)切換應(yīng)用電路 刪除部分 時(shí)測(cè)量電壓信號(hào) Ui通過(guò)分壓電路后輸出為原來(lái) 。如果是測(cè)量直流電壓則直接對(duì)其由 OP07 組成的電路放大 10倍后，即通過(guò)由 LM339構(gòu)成的 刪除部分 壓，那么就必須經(jīng)過(guò)由 LM124構(gòu)