【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 26 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 27 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 參考文獻(xiàn) [1] 曲學(xué)基 .穩(wěn)定電源電路設(shè)計(jì)手 冊(cè) .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2] 張立科電路如圖 V i n1GND2V o ut 3U17 81 2Q2N P NC3 0 .1 uC92 20 0 uC 1 30 .1 u+ 12C 3 10 .1 uC12 20 0 u輸入輸出 圖 有源慮波電路 . 紋波電流測(cè)試 本設(shè)計(jì)要求紋波電流小于 毫安，根據(jù)恒流源模塊電路，用低頻交流毫伏表測(cè)采樣電阻（康銅絲繞制而成，由于該電路為直流電路沒(méi)交流成分，所以不會(huì)產(chǎn)生感抗）兩端的電壓，通過(guò)公式：紋波電流（ Iw） = 紋波電壓 (Uw)/采樣電阻（ 100 歐），通過(guò)測(cè)試，列表如下 ： 表 紋波系數(shù)測(cè)量 電流值 (mA) 交流毫伏表測(cè)量結(jié)果 示波器讀數(shù)（ Vpp） (mV) 100mA 500mA 1000 注：交流毫伏表型號(hào)為： CALTEK CA2171 示波器的型號(hào)為： CALTEK CA8022 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 24 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 示波器測(cè)量結(jié)果 圖 交流毫伏表測(cè)試結(jié)果 . 誤差分析 從上面的測(cè)試結(jié)果可以看出系統(tǒng)輸出具有很高的準(zhǔn)確性，這得益于有源慮波的所提供的高穩(wěn)定電源，以及雙 D/A 所帶來(lái)的高分辨率的參考電壓值 ,但是在電路設(shè)計(jì)初期沒(méi)有充分考慮地線的干擾，對(duì)系統(tǒng)的控制精度產(chǎn)生了一定的不利影響，在今后的設(shè)計(jì)中需要進(jìn)一步改進(jìn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 25 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 6. 結(jié)論 在參考傳統(tǒng)電流源以及普通數(shù)控電流源的基礎(chǔ)上， 在充分考慮性?xún)r(jià)比的同時(shí)極大的提高了數(shù)控電流源的準(zhǔn)確性，在采用軟件修正以后在使用普通元件的情況下電流源的性能也達(dá)到了比較高的水平，同時(shí)高分辨率的參考電壓源也為系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)展提供了一個(gè)良好的硬件平臺(tái)。 本設(shè)計(jì)要求輸出電流范圍為 1mA— 2021mA，根據(jù)圖 恒流源模塊可知，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；然后輸出模擬量。 . 系統(tǒng)性能檢測(cè) 1．測(cè)試儀器 雙蹤示波器，數(shù)字示波器，萬(wàn)用表 2．指標(biāo)測(cè)試 輸出電流范圍： 20mA2021mA 可以通過(guò)按鍵設(shè)置電流值，并且實(shí)際輸出值與給定值之間的偏差 =給 1%+10mA。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 22 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 5. 系統(tǒng)測(cè)試 . 設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn) 鑒于市場(chǎng)上高位 D/A 價(jià)格高，并且購(gòu)買(mǎi)困難，在電路設(shè)計(jì)中將采用，兩個(gè)八位D/A 經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到高精度的電壓輸出，并采用查表的方式對(duì) D/A 進(jìn)行控制，在不同的環(huán)境下采用不同的鏈表，從而對(duì)元器件的非線性以及溫度的影響進(jìn)行高精度補(bǔ)償。 假設(shè)鍵盤(pán)輸入 的電流值為 I,由于 AD0832 為 8位的 D/A 轉(zhuǎn)換器，待轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)最大值為 2^ 81=255,考慮到數(shù)值連續(xù)性問(wèn)題細(xì)調(diào) D/A 只采用 200 檔，所以該系統(tǒng)最大分辨率為 255*200=51000，在最大輸出電流為 2021mA 時(shí)分辨率為 2021/51000，小于 。系統(tǒng)具有良好的可升級(jí)性。最簡(jiǎn)單的就是只要 一個(gè)電阻跟一個(gè)電容的復(fù)位電路，如圖 所示。 . 復(fù)位電路 89C52 的復(fù)位引腳（ Reset）是第 9 腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過(guò) 2 個(gè)機(jī)器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位的動(dòng)作。并且該單片機(jī)經(jīng)濟(jì)實(shí)用 ，使用廣泛。 R 1 4148231U 4 AL M 3 5 8V 1 2+ 1 2 VR 1 11V o u tV4+ 5 VV3+ 4 . 5 VQ1M M S F 7 N 0 3 H DV i nV C CV?V S I Na 圖 恒流源電路原理圖 圖 恒流源電路 仿真波形圖（ protel99） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ . 具體電路圖 在 protel 仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電流輸出模塊，電路原理圖如圖 所示 R15kC20 .1 uR25k48231U 2 AL M 3 5 8R91C50 .1 uR41kC90 .1 u5R51k1234J14J+ 1 256748U 2 BL M 3 5 8C 1 20 .1 u+ 1 2+ 1 2R 1 11k5C 1 10 .1 uR 1 01kC61 0 0 0 UQ16 0 N 0 6+ 1 212A12J+ 1 2C70 .1 uC80 .1 uC 2 61 0 0 0 UC 2 70 .1 uC 2 80 .1 u+ 1 212J22J+55R 2 05 .1 k 圖 電流輸出原理圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 18 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ . 主控部分 . AT89C52 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 在電路設(shè)計(jì)中我選擇最常見(jiàn)的 ATMEL 公司的 AT89C52 單片機(jī)。仿真電路如圖 所示。 同時(shí) R2 也是負(fù)反饋電阻，當(dāng)電路電流受外界影響而減小的時(shí)候， R2 的端電壓也隨之降低，三極管的 Ibe 也會(huì)上升。因此可以通過(guò)改變同相輸入端的電壓來(lái)調(diào)整輸出電流 Io 的大小。 RUiIi ?? 與集電極電流 Io 僅相差微小的基極電流，可視為兩者相等即 IoIi?39。 . 電流輸出模塊 利用圖 所示的恒流源電路 ,運(yùn)放的輸出端通過(guò)三極管與反向輸出端相連，構(gòu)成負(fù)反饋電路，由于運(yùn)放的同相輸入端與反相輸入端在理論上是虛短的，且運(yùn)放的輸入電阻無(wú)窮大，因此反相端和同相端的電位相 等，即 UiUi?39。 Pcb板圖如圖 所示 圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 15 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ . 控制電壓產(chǎn)生電路 該電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器組成，對(duì) Vx、 Vy 進(jìn)行 Vout=Vx+*Vy 運(yùn)算，使得控制精度達(dá)到 1/51200，達(dá)到高精度控制的目的，同時(shí)也使得軟件修正成為可能。電路圖如 所示。這種 工作方式適合于多模擬信號(hào)同時(shí)輸出的應(yīng)用場(chǎng)合。 2)單緩沖方式 —— 兩個(gè)寄存器之一始終處于直通，即 WR1=0 或 WR2=0，另一個(gè)寄存器處于受控狀態(tài)。 (10)Vref——基準(zhǔn)電壓，是外加高精度電壓源，與芯片內(nèi)的電 阻網(wǎng)絡(luò)相連接，該電壓可正可負(fù)，范圍為 10V～ +10V. (11)DGND——數(shù)字地 (12)AGND——模擬地 DAC0832 利用 WR1 、 WR2 、 ILE、 XFER 控制信號(hào)可以構(gòu)成三種不同的工作方式。 (9)Rfb——反饋電阻端 即運(yùn)算放大器的反饋電阻端，電阻（ 15KΩ）已固化在芯片中。 (8)Iout2——電流輸出 “2”。 (7)Iout2——電流輸出 “1”。 當(dāng) WR2=1 和 XFER=0 時(shí) ,為 DAC 寄存器鎖存方式。該信號(hào)與 ILE 信號(hào)共同控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式：當(dāng) ILE=1 和 XFER=0 時(shí)，為輸入寄存器直通方式；當(dāng) ILE=1 和 WR1 =1 時(shí)，為輸入寄存器鎖存方式。 (3)ILE——數(shù)據(jù)鎖存允許信號(hào)（輸入），高電平有效。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙 共 41 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊