數(shù)字交流毫伏表的設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-文庫吧資料
2024-09-03 13:46本頁面
【正文】 74LS193 為異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里只利用它的加、減計(jì)數(shù)和 QA 、 QB 兩個(gè)輸出。根據(jù)前面的分析，量程的順次轉(zhuǎn)換可以表示為繼電器 KA KA 2狀態(tài)的不同組合，也就可以表示為兩位二進(jìn)制數(shù)的減、加計(jì)數(shù)。 圖 38 模擬比較器 16 表 31 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系 量程 AU KA2 KA1 5V~500mV 1 1 0 500mV~50mV 10 0 1 50mV 以下 100 0 0 由此可見，量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換實(shí)際上可以 歸結(jié)為繼電器 KA KA2狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。量程、放大倍數(shù) AU與繼電器 KAl、 KA2 狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 31所示。因此，只需確定低 壓部分三個(gè)量程的對(duì)應(yīng)放大倍數(shù)即可。因此，儀表的基本量程定為 5V 一 500mV，故比較器的上、下限電壓相應(yīng)為 5V 和 。因此，當(dāng)“禁進(jìn)”或“禁返”信號(hào)傳送過來之后，比較器將處于禁止?fàn)顟B(tài)，由“禁進(jìn)”或“禁返”信號(hào)來控制 CP+或 CP的輸出。如果輸入信號(hào) UI超過 5V，則比較器 LM311(1)輸出低電平， 脈沖 CP 通過“或”門輸出 CP+；當(dāng) UI低于 時(shí)，則比較器 LM311(2)輸出低電平，脈沖 CP 通過“或”門輸出 CP；：當(dāng) UI處于 之間時(shí)．則兩個(gè)比較器均輸出高電平，此時(shí)既沒有 CP+也沒有 CP輸出。模擬比較器由兩個(gè)比較器和兩個(gè)或門組成．如圖 所示。 14 圖 37 量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換的原理框圖 (1)模擬比較器 模擬比較器的作用主要是衡量輸入信號(hào) ui 是否處于預(yù)定的電壓范圍內(nèi)。本儀表采用的是模擬比較法量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 因此，將低通濾波器的截止頻率定為 2Hz。為了提高精度，本儀表采用了二階有源低通濾波器，其電路如圖 36所示。電容 C的作用是濾除高頻干擾。 Uo1的波形為半波整流波形。 12 圖 35 全波整流電路 當(dāng)輸入信號(hào) ui處于正半周時(shí)， D2 截止， uo1為虛地， uo1≈ 0；當(dāng) ui處于負(fù)半周時(shí)， D1 截止， D 2 導(dǎo)通，形成負(fù)反饋。而有源整流電路則可以消除二極管的非線性截止區(qū)的影響。整流電路一般有無源和有源兩種。 而量程電動(dòng)切換正是利用輸入電壓的值控制繼電器器 KAKA2的通斷，從而調(diào)整放大倍數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的。這里用反相放大器，其電路如圖 34 所示。跟隨器的輸出與輸入波形相同且相位 — 致，使信號(hào)無畸變地送入測(cè)量電路。由此即可確定電阻、電容的值。為了使衰減器的衰減倍數(shù)不因電壓幅值和頻率的變化而變化．阻容值應(yīng)滿足下列條件： (Cl十 C2)／ C1=(R1十 R2)／ R2；即 C1Rl＝ C2R2。實(shí)際電路中，為了改善電路的性能，常采用阻容混合式 衰減器，阻容串聯(lián)或阻容并聯(lián)均可。低壓 (5V 以下 )輸入直接進(jìn)入由運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器，而高壓 (500V 一 5V)輸入經(jīng)過衰減器衰減后進(jìn)入跟隨器。通道的切換采用人工手動(dòng)切換，其原理圖如圖 33所示。 工作原 理框圖中各部分的具體電路及工作原理將在下文中詳細(xì)說明。這樣，可以根據(jù)輸入電壓 ui 的大小改變放大器的放大倍數(shù)，從而使 AC／ DC 轉(zhuǎn)換電路輸出的直流電壓值符合 V／ F 轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓范圍。該直流電壓經(jīng)過 V／ F 轉(zhuǎn)換輸入電路 A/D 轉(zhuǎn)換 計(jì)數(shù)器 顯示器 邏輯控制 9 電路輸出相應(yīng)的頻率量，然后計(jì)數(shù)器部分在秒脈沖的控制下進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，最后顯示出讀數(shù)，從而完成電壓的測(cè)量。本表的工作原理框 圖如圖 32所示。 同大多數(shù)數(shù)字式交流電壓表一樣，本表也分為模擬和數(shù)字兩部分。 圖 31 數(shù)字電壓表的原理框圖 A／ D 轉(zhuǎn)換是數(shù)字電壓表的核心，它將被測(cè)電壓量 (模擬量 )轉(zhuǎn)換成與之成比例的數(shù)字量。因此，對(duì)于一臺(tái)數(shù)字電壓表來講，除了供電電源之外，一般均可分為模擬和數(shù)字兩部分。在不違背原理的前提下可以從元件中調(diào)用其他元件替代本元件。 7 ，導(dǎo)線的寬度要定好尺寸，不能太粗和太細(xì)，導(dǎo)線間距要盡量統(tǒng)一適中，以防短路。 ，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線。因此應(yīng)盡可能放在邊緣，旋轉(zhuǎn)板朝外。 在穩(wěn)壓器中用來調(diào)輸出電壓，故設(shè)計(jì)電位器應(yīng)滿足順時(shí)針輸出電壓升高，逆時(shí)針調(diào)節(jié)輸出降低，在可調(diào)恒流充電器中電位器用來調(diào)節(jié)充電電流的大小，設(shè)計(jì)電位器是應(yīng)滿足順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)，電流增大。 (1)當(dāng)電路組件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放。布線方向最好與電路圖走線方向一致，因生產(chǎn)過程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測(cè)，故這樣便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試以及檢修。除了上述四大部分之外， PROTEL99 也提供了一些基本工具，如特別使用與電路設(shè)計(jì)的文字編 輯器的工具，適用于電路數(shù)據(jù)管理的電子表格編輯器和統(tǒng)計(jì)圖編輯器等工具。 Protel 軟件以其易學(xué)易用而著稱。該電壓表還具有在 — 定的測(cè)量范圍內(nèi)將量程自動(dòng)選擇在最佳位 置的功能，從而可以快速、方便、準(zhǔn)確地測(cè)量電壓。對(duì)于數(shù)字式電壓表來說，一方面趨向于合并于數(shù)字式萬用表中，另一方面趨向于使用方便、小型廉價(jià)的單一用途電壓表。 隨著 電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子儀器的發(fā)展也是令人矚目的。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更需要測(cè)量弱電的電壓，所以毫伏電壓表就成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。 29 5 1 引言 在電量的測(cè)量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量。 27 附錄 B 25 附錄 A 25 參考文獻(xiàn) 24 致謝 14 4. 整機(jī)的組裝和調(diào)試 10 反相放大器的設(shè)計(jì) 9 一般數(shù)字電壓表的基本工作原理 7 繪制 PCB 時(shí)的注意事項(xiàng) 6 2. 設(shè)計(jì)工具的 簡(jiǎn)介本文對(duì) 輸入通道的設(shè)計(jì)、反相放大器的設(shè)計(jì)、 AC／ DC 轉(zhuǎn)換部分的設(shè)計(jì)、量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的介紹。該電壓表還具有在— 定的測(cè)量范圍內(nèi)將量程自動(dòng)選擇在最佳位置的功能，從而可 以快速、方便、準(zhǔn)確地測(cè)量電壓， 在設(shè)計(jì)中我采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，先將整機(jī)分為不同的功能模塊，再設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)局部功能的單元電路。對(duì)于數(shù)字式電壓表來說，一方面趨向于合并于數(shù)字式萬用表中，另一方面趨向于使用方便、小型廉價(jià)的單一用途電壓表。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子儀器的發(fā)展也是令人矚目的?？偟膩碚f，電子儀器有兩個(gè)方向的發(fā)展趨勢(shì)：一是向多功能
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