基于單片機(jī)的自動(dòng)量程照度計(jì)lcd-文庫吧資料
2025-07-03 19:50本頁面
【正文】 為輸入端 ,另一端就是輸出端了,另外 CD4066的頻率響應(yīng)也非常好 , 高達(dá)1MHz以上 。 (1) CD4066電子開關(guān)結(jié)構(gòu)CD406 6 是一個(gè)內(nèi)含 四組類比開關(guān)的 IC ,芯片結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 ?！ ?eN) 對(duì)于運(yùn)算放大器，輸入電壓噪聲可以看作是連接到任意一個(gè)輸入端的串聯(lián)噪聲電壓源，eN通常以 nV / 根號(hào)Hz 為單位表示，定義在指定頻率?！ ?CIN) CIN表示運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)任何一個(gè)輸入端的等效電容(另一輸入端接地)。V/176?！ ?TCVOS) 該參數(shù)指溫度變化引起的輸入失調(diào)電壓的變化，通常以amp。 (BW) 該參數(shù)指開環(huán)增益大于1時(shí)運(yùn)算放大器的最大工作頻率。s為單位表示，有時(shí)也分別表示成正向變化和負(fù)向變化。SR通常以V/amp。 (PSRR) 該參數(shù)用來衡量在電源電壓變化時(shí)運(yùn)算放大器保持其輸出不變的能力，PSRR通常用電源電壓變化時(shí)所導(dǎo)致的輸入失調(diào)電壓的變化量表示?！ ?VO) 該參數(shù)是指輸出信號(hào)不發(fā)生箝位的條件下能夠達(dá)到的最大電壓擺幅的峰峰值，VO一般定義在特定的負(fù)載電阻和電源電壓下。在一個(gè)輸入端測量時(shí)，另一輸入端接固定的共模電壓。C為單位表示?！ ?TCIOS) 該參數(shù)代表輸入失調(diào)電流在溫度變化時(shí)產(chǎn)生的變化量。C為單位表示?！ ?TCIB) 該參數(shù)代表輸入偏置電流在溫度變化時(shí)產(chǎn)生的變化量?！ ?GBW) 增益帶寬積AOL * ?是一個(gè)常量，定義在開環(huán)增益隨頻率變化的特性曲線中以20dB/十倍頻程滾降的區(qū)域?！ ?CMRDC) 該參數(shù)用于衡量運(yùn)算放大器對(duì)作用在兩個(gè)輸入端的相同直流信號(hào)的抑制能力。150V,μA791集成運(yùn)放的輸出電流可達(dá)1A。高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路,即可輸出高電壓和大電流。在普通的運(yùn)算放大器中,輸出電壓的最大值一般僅幾十伏,輸出電流僅幾十毫安。目前有的產(chǎn)品功耗已達(dá)μW級(jí),功耗為10mW,可采用單節(jié)電池供電。2V~177?！ ?．低功耗型運(yùn)算放大器 由于電子電路集成化的最大優(yōu)點(diǎn)是能使復(fù)雜電路小型輕便,所以隨著便攜式儀器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,必須使用低電源電壓供電、低功率消耗的運(yùn)算放大器相適用。高速型運(yùn)算放大器主要特點(diǎn)是具有高的轉(zhuǎn)換速率和寬的頻率響應(yīng)。目前常用的高精度、低溫漂運(yùn)算放大器有OP0OP2AD508及由MOSFET組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件ICL7650等。 3．低溫漂型運(yùn)算放大器 在精密儀器、弱信號(hào)檢測等自動(dòng)控制儀表中,總是希望運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變化。用FET作輸入級(jí),不僅輸入阻抗高,輸入偏置電流低,而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點(diǎn),但輸入失調(diào)電壓較大?！ ?．高阻型運(yùn)算放大器 這類集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是差模輸入阻抗非常高,輸入偏置電流非常小,一般rid＞1GΩ~1TΩ,IB為幾皮安到幾十皮安。例μA741（單運(yùn)放）、LM358（雙運(yùn)放）、LM324（四運(yùn)放）及以場效應(yīng)管為輸入級(jí)的LF356都屬于此種。 1．通用型運(yùn)算放大器 通用型運(yùn)算放大器就是以通用為目的而設(shè)計(jì)的。這種運(yùn)放稱為軌到軌（railtorail）輸入運(yùn)算放大器?！ ∵\(yùn)放的輸入電位通常要求高于負(fù)電源某一數(shù)值，而低于正電源某一數(shù)值。對(duì)于雙電源供電運(yùn)放，其輸出可在零電壓兩側(cè)變化，在差動(dòng)輸入電壓為零時(shí)輸出也可置零。第三章 基于單片機(jī)的自動(dòng)量程照度計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)方案 運(yùn)算放大器的原理 運(yùn)放如下圖有兩個(gè)輸入端a，(反相輸入端),非倒向輸入端(同相輸入端)(公共端是電壓的零位,它相當(dāng)于電路中的參考結(jié)點(diǎn).)之間,且其實(shí)際方向從a 端指向公共端時(shí),輸出電壓U實(shí)際方向則自公共端指向o端,+加在b端和公共端之間,U與U+,a端和b 端分別用和+號(hào)標(biāo)出,： 一般可將運(yùn)放簡單地視為：具有一個(gè)信號(hào)輸出端口（Out）和同相、反相兩個(gè)高阻抗輸入端的高增益直接耦合電壓放大單元，因此可采用運(yùn)放制作同相、反相及差分放大器。 硅光電池主要有兩個(gè)方面的應(yīng)用，即作為電源和作為光電檢測器件的應(yīng)用。它的結(jié)構(gòu)很簡單，核心是一個(gè)大面積的PN結(jié)，如圖 硅光電池響應(yīng)時(shí)間短（1010—106s),光電池轉(zhuǎn)換效率高（%的硅光電池已經(jīng)研制成功）。光電池工作原理，當(dāng)光照射PN結(jié)時(shí)，原子受激發(fā)而產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，由于電子和空穴分別向兩極移動(dòng)而產(chǎn)生電動(dòng)勢，兩板接入電路就能產(chǎn)生電流了,。故選擇硅光電池作為此系統(tǒng)的光電檢測器件。高E時(shí)選用高內(nèi)阻的光電池,其靈敏度低而線性好,受強(qiáng)光照射不易受損（2）內(nèi)付有V(λ)修正濾光片,適宜用異色溫光源的照度,誤差?。?）光電池前加一塊余弦角度補(bǔ)償器(乳白玻璃或白色塑料)原因是入射角大時(shí),光電池偏離余弦定則（4）照度計(jì)應(yīng)工作在室溫或接近室溫下(光電池漂移隨溫度改變而發(fā)生改變） 光電傳感器的選型目前,光電檢測技術(shù)中常用到的一些光電檢測器件有硅光電池、光敏二極管、光敏三極管、PNI光敏電阻、光敏電池以及CCD陣列等一些半導(dǎo)體器件。 （1）光電池應(yīng)用直線性好的硒(Se)光電池或硅(Si）光電池。光電流的大小取決于入射光的強(qiáng)弱和回路中的電阻。產(chǎn)生電位差的大小與光電池受光表面上的照度有一定的比例關(guān)系。 圖1 照度計(jì)的結(jié)構(gòu)原理圖 光電池是把光能直接轉(zhuǎn)換成電能的光電元件。照度計(jì)通常是由硒光電池或硅光電池和微安表組成 照度計(jì)由光度頭（又稱受光探頭，包括接收器、V（λ）對(duì)濾光器、余弦修正器）和讀數(shù)顯示器兩部分組成。照度計(jì)(或稱勒克斯計(jì))是一種專門測量光度、亮度的儀器儀表。 照度是受照平面上接受的光通量的面密度。當(dāng)具有光敏特性的PN 結(jié)受到光輻射時(shí)，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了相當(dāng)于β倍的信號(hào)電流。（3） 光敏三極管：光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時(shí)也受光輻射的控制。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加。當(dāng)受到光照時(shí),飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個(gè)具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時(shí)需加上反向電壓。硅光電池的PN結(jié)面積要比二極管的PN結(jié)大得多，所以受到光照時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢和電流也大得多。第二章 照度計(jì)的工作原理 照度計(jì)主要分為三種：硅光電池，光敏二極管，光敏三極管（1） 硅光電池：硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。其次，光電轉(zhuǎn)換前置放大電路的設(shè)計(jì)：為了提高照度計(jì)的測量準(zhǔn)確度，確保光電間的線性關(guān)系，本設(shè)計(jì)把運(yùn)算放大器接成電流電壓變換器的形式，一方面可得到零負(fù)載效應(yīng)；另一方面，短路電流通過反饋電阻變成電壓量，實(shí)際效果相當(dāng)于流過一個(gè)負(fù)載電阻形成的壓降。通過自動(dòng)量程照度計(jì)可以隨時(shí)隨地輕松，方便，快捷的獲取該點(diǎn)的照度值。2：實(shí)用性：整個(gè)儀器應(yīng)立足于工業(yè)農(nóng)業(yè)及家庭使用。系統(tǒng)是以單片機(jī)AVR為核心部件的測量系統(tǒng)，它包括信號(hào)采集、信號(hào)放大、A／D轉(zhuǎn)換、液晶顯示等通信接口部分。既可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程又
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