簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表

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1、遼寧工學(xué)院電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表院（系）：信息科學(xué)與工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱(chēng)：起止時(shí)間：課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)院（系）：信息科學(xué)與工程學(xué)院教研室：電子信息工程學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）被測(cè)電壓范圍：0~+2V。（2）測(cè)量精度：±0.5%（誤差＜±100mV）。（3）具有過(guò)量程閃爍指示。設(shè)計(jì)要求：1.分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開(kāi)思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2.確定合理的總

2、體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來(lái)源，敲定可行方案。3.設(shè)計(jì)各單元電路?？傮w方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說(shuō)明。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日遼寧工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）目錄第1章簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求11.1數(shù)字電壓表的應(yīng)用意義11.2簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求1第2章簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表各單元電路設(shè)計(jì)12.13.5位A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)12

3、.2七段鎖存—譯碼—驅(qū)動(dòng)器電路設(shè)計(jì)72.3七路達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器陣列MC141382.4高精度低漂移能隙基準(zhǔn)電源MC14038第3章數(shù)字電壓表的整體電路設(shè)計(jì)83.1整體電路圖及工作原理83.2電路參數(shù)計(jì)算113.3整機(jī)電路性能分析11第4章設(shè)計(jì)總結(jié)13參考文獻(xiàn)13附器件清單13遼寧工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第1章簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)方案1.1數(shù)字電壓表的應(yīng)用意義數(shù)字電壓表的基本原理，是對(duì)直流電壓進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其基本結(jié)果用數(shù)字直接顯示出來(lái)，按其基本工作原理可以分為積分式和比較式兩大類(lèi)。1.2簡(jiǎn)易數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)要求與任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：（1）被測(cè)電壓范圍：0~+

4、2V。（2）測(cè)量精度：±0.5%（誤差＜±100mV）。（3）具有過(guò)量程閃爍指示。設(shè)計(jì)要求：1.分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)。必須仔細(xì)分析課題要求、性能、指標(biāo)及應(yīng)用環(huán)境等，廣開(kāi)思路，構(gòu)思出各種總體方案，繪制結(jié)構(gòu)框圖。2.確定合理的總體方案。對(duì)各種方案進(jìn)行比較，以電路的先進(jìn)性、結(jié)構(gòu)的繁簡(jiǎn)、成本的高低及制作的難易等方面作綜合比較，并考慮器件的來(lái)源，敲定可行方案。3.設(shè)計(jì)各單元電路。總體方案化整為零，分解成若干子系統(tǒng)或單元電路，逐個(gè)設(shè)計(jì)。4.組成系統(tǒng)。在一定幅面的圖紙上合理布局，通常是按信號(hào)的流向，采用左進(jìn)右出的規(guī)律擺放各電路，并標(biāo)出必要的說(shuō)明。第2章簡(jiǎn)易數(shù)

5、字電壓表各單元電路設(shè)計(jì)2.13.5位A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)直流數(shù)字電壓表的核心器件是一個(gè)間接型A/D轉(zhuǎn)換器，它首先將輸入的模擬電壓信號(hào)變換成易于準(zhǔn)確測(cè)量的時(shí)間量，然后在這個(gè)時(shí)間寬度里用計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)結(jié)果就是正比于輸入模擬電壓信號(hào)的數(shù)字量。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接A/D13遼寧工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）轉(zhuǎn)換器。它的基本原理是，對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時(shí)間間隔，然后利用時(shí)鐘脈沖和計(jì)數(shù)器測(cè)出此時(shí)間間隔，進(jìn)而得到相應(yīng)的數(shù)字量輸出。由于該轉(zhuǎn)換電路是對(duì)輸入電壓的平均值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所以它具有很強(qiáng)的抗工頻干擾能力

6、，在數(shù)字測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。圖2.1是這種轉(zhuǎn)換器的原理電路，它由積分器（由集成運(yùn)放A組成）、過(guò)零比較器（C）、時(shí)鐘脈沖控制門(mén)（G）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（FF0～FFn）等幾部分組成。圖2.1雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器積分器：積分器是轉(zhuǎn)換器的核心部分，它的輸入端所接開(kāi)關(guān)S1由定時(shí)信號(hào)Qn控制。當(dāng)Qn為不同電平時(shí)，極性相反的輸入電壓vI和參考電壓VREF將分別加到積分器的輸入端，進(jìn)行兩次方向相反的積分，積分時(shí)間常數(shù)τ=RC。過(guò)零比較器：過(guò)零比較器用來(lái)確定積分器輸出電壓vO的過(guò)零時(shí)刻。當(dāng)vO≥0時(shí)，比較器輸出vC為低電平；當(dāng)vO<0時(shí)，vC為高電平。比較器的輸出信號(hào)

7、接至?xí)r鐘控制門(mén)（G）作為關(guān)門(mén)和開(kāi)門(mén)信號(hào)。計(jì)數(shù)器和定時(shí)器：它由n+1個(gè)接成計(jì)數(shù)型的觸發(fā)器FF0～FFn串聯(lián)組成。觸發(fā)器FF0～FFn－1組成n級(jí)計(jì)數(shù)器，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖CP計(jì)數(shù)，以便把與輸入電壓平均值成正比的時(shí)間間隔轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)輸出。當(dāng)計(jì)數(shù)到2n個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，F(xiàn)F0～FFn－1均回到0狀態(tài)，而FFn反轉(zhuǎn)為1態(tài)，Qn=1后，開(kāi)關(guān)S1從位置A轉(zhuǎn)接到B。時(shí)鐘脈沖控制門(mén)：時(shí)鐘脈沖源標(biāo)準(zhǔn)周期TC，作為測(cè)量時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。當(dāng)vC13遼寧工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）=1時(shí)，與門(mén)打開(kāi)，時(shí)鐘脈沖通過(guò)與門(mén)加到觸發(fā)器FF0的輸入端。下面以輸入正極性的直流電壓vI為例，說(shuō)

8、明電路將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的基本原理。電路工作過(guò)程分為以下幾個(gè)階段進(jìn)行：（1）準(zhǔn)備階段首先控制電路提供CR