简易数字交流电压表汇编

1、交流(jioli)数字电压表电子电路课程设计2014年9月15日至(r zh)9月26日共二十九页一、课程设计的基本(jbn)要求 电子电路课程设计是门集中性的实践类教学课程，共2周时间。目的是让学生巩固和深化前期电子电路类所学的理论课程，进一步提高电子电路的设计能力和实践能力。通过综合型、系统型电子电路课题的设计与实现，使学生在电子电路设计、装配、调测、故障处理和文档整理等方面的能力得到进一步的提高。为此，我们(w men)对这段时间的学习提出如下要求：共二十九页一、课程设计的基本(jbn)要求1、遵守作息时间：上午8：0011：30 下午1：304:302、不允许在实验室吃东西，保持实验室

2、内的环境卫生。每天清理桌面，自己(zj)保管好自己所用的工具及元器件，养成良好的工作习惯。3、在设计课题之前，认真学习电子电路课程设计指导书第一章至第五章的内容。了解电子系统的特点、设计与实现的大致过程。在设计时应考虑的主要因素及设计工具等；学习电子系统中技术指标的分析、算法研究和整体方案的拟定等；学习数字电路、模拟电路设计的一般原则。学习电子电路中电磁兼容的基本概念；学习电子电路的装配、调测、故障分析等；学习电子电路设计中资料的查找与技术文档的整理等。共二十九页一、课程设计的基本(jbn)要求4、要端正学习态度，独立思考，立足于自己。有困难时大家讨论、研究。要善于(shny)思考，不要依赖别

3、人。5、装配调试过程中要耐心细致，成功与否在于你能否坚持到最后一刻。共二十九页二、日程安排 日内 程 容第一天第二天第三天第四天第五天第六天第七天第八天第九天第十天讲课查资料、设计安装调试验收写交报告还料打扫说明：除查资料、设计外，其余(qy)时间均在实验室。共二十九页三、成绩评定(pngdng)方法预习装水平配操作基本指标附加指标报告新颖性考勤10分10分30分20分10分20分加分减分说明：1、以上所列各项，前六项相加为100分，后两项在此基础上加减。2、新颖性加分不得超过10分。3、考勤扣分：无故旷课：10分/天；迟到、早退：2分/次。4、操作是学生动手(dng shu)能力的反映，由指

4、导教师根据学生能力打分。5、有事请假，需经辅导员批准，带课老师无权批准。共二十九页四、设计(shj)提示(一)、技术指标1、整体功能要求交流数字电压(diny)表的功能是，测量正弦电压(diny)有效值，以数码管显示测量结果。共二十九页四、设计(shj)提示2、系统结构要求(yoqi)交流数字电压表的系统结构框图如下图： 交流数字电压表的系统结构框图共二十九页四、设计(shj)提示3、电气指标 (1)、被测信号频率范围：10Hz10kHz。 (2)、被测信号波形：正弦波。 (3)、显示(xinsh)数字含义：有效值。 (4)、档位：分三档： 1.0V9.9V 0.10V0.99V 0.010V

5、0.099V。 (5)、显示方式：两位数码显示。 共二十九页四、设计(shj)提示 4、扩展指标 可自动换档 5、设计条件 电源条件：直流稳压电源提供5V。可供选择的器件： LM324(TL084) 运算放大器 2片 LM139 二四线译码器 1片 CC4052四选一模拟开关 1片74161四位二进制计数器 1片 4511显示(xinsh)译码器 2片 2AP9检波二极管 2只 共二十九页四、设计(shj)提示5.1V稳压管 2只发光二极管 3只28C64存储器 1片ADC0804A/D转换器1片 门电路、各种( zhn)阻容件自定。共二十九页四、设计(shj)提示(二)、方案设计数字电压表（

6、Digital Voltmeter）简称DVM，它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（直流或交流输入电压）转换成不连续、离散(lsn)的数字形式并加以显示的仪表。它利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。 共二十九页四、设计(shj)提示 而交流是指输入的信号是正弦波，电压表需要(xyo)显示的是正弦信号的有效值。电路中需有交直流转换。 由测量电压范围可知，显示输入电压的有效值在0.01V至9.9V范围，分成三档。意味着输入正弦信号的峰峰值为0.028V至28V。因此，输入需有量程转换及衰减电路。为此，总体方案如下图：共二十九页四、设计(shj)

7、提示 交流数字电压表的组成(z chn)框图共二十九页四、设计(shj)提示(三)、单元电路设计 1、输入电路 作为仪表，为减少对被测信号的影响，通常输入阻抗都比较高，一般在1M左右。另被测信号的最大有效值为9.9V，正弦信号的峰峰值为28V，这么(zh me)大的信号，电路无法正常工作，因此，在输入电路中要进行衰减，可作一10：1的电路。 共二十九页四、设计(shj)提示2、量程放大器输入电压三档： 1.0V9.9V (2.8Vp-p28Vp-p) 0.10V0.99V (0.28Vp-p2.8Vp-p) 0.010V0.099V (0.028Vp-p0.28Vp-p) 经输入电路(dinl

8、)衰减10倍后，各档电压： 1.0V9.9V 衰减后：(0.10V0.99V ) 0.10V0.99V 衰减后：(0.010V0.099V ) 0.010V0.099V 衰减后：(0.0010V0.0099V) 为使后续电路在同一个数量级上工作，选衰减后(0.10V0.99V )为标准输入，则应对另两档进行放大。量程放大电路如下图：共二十九页四、设计(shj)提示输入(shr)及量程放大器电路图中R1、R2构成输入电路，实现10：1转换。3V稳压管是防止输入信号过大，损坏运放而加。R3、R4、R5可通过公式计算得到： 放大10倍：1+R3/(R4+R5)=10 放大100倍：1+(R3+R4)

9、/R5=100 取R5=100时，计算出R4=900 、R5=9K(可用470+430和470K+430K实现)。共二十九页四、设计(shj)提示3、交流转直流(AC-DC) 输入的正弦(zhngxin)信号要经检波电路，实现交直流转换。这里介绍运放半波整流电路。共二十九页四、设计(shj)提示4、全波整流(zhngli)电路 在半波整流电路的基础上，加一级加法器，可构成全波整流。共二十九页四、设计(shj)提示全波整流(zhngli)波形图共二十九页四、设计(shj)提示在加法器的反馈之路加一个(y )电容，构成一个积分器，可把全波波形变为直流电压。共二十九页四、设计(shj)提示交直流转换

10、(zhunhun)后的波形共二十九页四、设计(shj)提示5、可变增益放大器 经整流后的直流电压要加到AD转换器中，将不同的电压值转换成不同的二进制代码。ADC0804是AD转换器，其输出位为八位，若所加参考电压为5.12V时，其每一台阶(tiji)电压为VS=Vref/28=5.12/256=0.02V。我们所测量的电压在0.10V0.99V范围内，每个差值为0.11-0.10=0.01V，因此，要将输入的电压放大。加到0804的电压范围为0.2V1.98V。这可用可变增益放大器来实现。共二十九页四、设计(shj)提示可变增益放大(fngd)电路共二十九页四、设计(shj)提示6、AD转换器

11、 ADC0804模数转换器是逐次逼近(bjn)型转换器，其参考电路如下图：其内部结构和工作原理请上网查看。共二十九页四、设计(shj)提示ADC0804测试(csh)图共二十九页四、设计(shj)提示 7、B-BCD码的转换 ADC0804转换的二进制数，要转换成数码管显示的BCD码，这一任务可由存储器来实现。ADC0804输入电压的范围为0.2V1.98V，转换后的相应的二进制数为0AH63H。将转换后的二进制数作为存储器的地址，而把相应的BCD码值填入到存储单元(cn ch dn yun)中，一旦选中了地址，相应的数据就被取出，并送到显示译码器中。这部分不详细介绍。共二十九页四、设计(shj)提示8、显示译码及显示用4511作为显示译码器，推动数码管显示出被测电压值。 9、量程显示电路(dinl) 对应不同的输入电压，应用发光二极管来指示所测电压的量程范围。由同学自行设计。共二十九页内容摘要交流数字电压表。2014年9月15日至9月26日。设计能力和实践能力。下午1：304:30。2、不允许在实验室吃东西，保持实验室。1、以上所列各项，前六项相加为100分，后两项在此基础上加减。2、新颖性加分不得(bu de)超过10分。0.010V0.099