基于单片机的数字电流表的设计-毕业设计

基于单片机的数字电流表的设计-毕业设计内容摘要：

cvdc m rvvvdc m r AAdBkAAk  或 （ 7） 测试电路见图 6。 运算放大器工作在闭环状态，对差模信号的电压放大倍数 vdA =1RRf ,对共模信号的电压放大倍数IvcVVA 0 ,所以只要测出 0v 和 iv ，即可求出： 商丘师范学院学士学位 毕业 设计 5    dBVVRRdBk Ifc m r   01lg20 （ 8） 为保证测量精度，必须使 39。 39。 11 , FF RRRR  ,否则会造成较大的测量误差。 运算放大器的共模抑制比 cmrk 愈高，对电阻精度要求也就愈高。 经计算，如果运算放大器的 cmrk =80DB，允许误差为百分之五，则电阻相对误差 : 1 RR。 （ 9） _+Av10KRf+_vovi100R1100R39。 110KR39。 f 图 6 测量 cmrK 的实验电路 6） 测增益 带宽积 运算放大器的重要交流参数是频率响应。 由于运算放大器可以工作在直流状态，即零频率工作状态，因此其带宽等于截止频率响应 cf ，在截止频率处的输出电压增益，此直流时的输出电压增益低 3DB。 运放的增益 带宽积为常数 A*BW=C 该常数 C 决定与特定的放大器，开环时因增益太高，带宽很窄，很少使用。 闭环时，增益1RRA F ,它的带宽与大小成反比。 测试电路如图 7，输入为正弦信号。 逐步增加 iv 的频率。 由 A 741 集成运放和两个电阻组成一个负反馈放大器， RRUUA LIuf  0电压放大倍数： （ 10） 电路如图 8 所示。 商丘师范学院学士学位 毕业 设计 6 _+Av10KRf+_vovi10KR1R39。 图 7 测量增益带宽积的电路 R_+AuoRL+_uiuF+_PN++io 图 8 A 741 集成运放 峰值保持电路 实用的峰值保持电路是半波整流电路、存储电容和缓冲放大器组成的闭环电路。 在存储电容上还并联有一只复位开关。 图 9 给出了同向型峰值保持电路。 图中运算放大器 1A 具 有半波整流结构，2A 组成电压跟随器，其输出电压 cuu 0 ，它在存储电容和输出负载之间起缓冲作用。 RR1C1C2CVD1VD2VD+A1_+A2_Vuouiu复位指令 图 9 同相型峰值保持电路 商丘师范学院学士学位 毕业 设计 7 当 iuu 0 时， 2VD 导通， 1VD 截止， 1A 将误差电压放大，通过 2VD 对 C 充电，使 0u 跟踪 iu。 iuu 0 时， 1VD 导通， 2VD 截止，存储电容 C 与 1A 的联系隔断， cuu 0 ，不再跟踪 iu 保持过去检出 iu 峰值。 1VD 的导 通是为 1A 提供反馈通路，防止当 2VD 截止时， 1A 被深度饱和。 当复位指令U 出现，场效应管 V导通， C 通过 V放电， cu 回到零。 U 消失后， V截止，又开始新的峰值保持过程。 这种电路由于 1VD 的作用，使 2VD 的反向电压大大减小，因而反向漏电流 很小，增加了峰值保持事件。 如果 还要进一步增加保持时间，可选输入级为场效应管的运算放大器作为 2A 以提高放大器的输入阻抗。 图中电容 1C , 2C 是为了提高电路的稳定性和改善瞬态响应。 R 为保护电阻，防止电压突变损坏2A。 前面介绍的是正向峰值保持电路，如果需要负向峰值保持，可以把正向峰值保持电路中的二极管及其它元件适当改接，就能实现。 图 10 是一个反向峰值保持电路，图中二极管 2VD 是否导通，完全取决于 1U 与 0u 的差值。 当1U 0u  0 时， 2VD 导通，电路处于跟踪状态； 1U 0u  0 时， 2VD 截止，电路处于保持状态。 此电路的输入信号 iu 应为负极性，而输出 0u 为正极性。 其功能可等效为一个同相型负峰值保持电路加一个反相器。 R1R2R3R4R+A1_+A2_VD1VD2VDCuouiV 图 10 反相型峰值保持电路 把正向峰值保持电路和负向峰值保持电路组合起来，就可以得到峰峰值保持电路。 图 11 和 12 分别是峰峰值检波的组成框图和原理电路。 图中 1A ， 2A 构成跟随器，作负峰值检波。 43,AA 构成跟随器，作为正峰值检波，其正、负峰值电压经差动运算放大器 5A 输出。 集成组件峰值检波器国内已有生产。 如 ZF020 系列峰值检波器，适用于检测各种波形的峰值电商丘师范学院学士学位 毕业 设计 8 压，输入信号可以是周期波，也可以是非周期的任意波形。 以 ZF002 型组件为例， ZF022 是正峰值检波器，检波精度  ，带宽 10Hz10kHz，输入电压幅度 V1212  到 ,输出电压幅度V1212  到 ，输出电流 mA15 ，静态功耗 mw260 ，输入阻抗  910 ，电源电压范围v186  到。 图是其典型接线。 图中 1s 为复零开关，或其它形式的控制开关。 负向峰值保持差动运算放大器正向峰值保持uoui 图 11 峰峰值检波组成框图 +A1_+A3_+A2_+A4_+A5_R1R2R3R4R5VDVDC1C2uiuo 图 12 峰峰值检波原理电路 双积分型 DA 转换芯片 双积分型 DA 转换器，转换精度高，但转换速度慢，因此常用于测量精度要求较高，但对测量速度要求很低的仪表中。 ICL7135 是一种双积分型 DA 转换芯片，其转换时间为 100ms，模拟输入电压范围 2 到 +2V，芯片的引脚图如图所示。 在使用时需外接存储电容 RC 、积分电阻 INTR 、积分电容 INTC 及校零存储电容 AZC。 单极性的参考电压和时钟信号由外部提供。 可对双极性输入的模拟电压进行 DA 转换，并输出自动极性判别信号。 它采用了自校零技术，可保证零点的长期稳定性。 商丘师范学院学士学位 毕业 设计 9 ICL7135 的输出是214位的 BCD 码，为了减少引出线数目，它采用动态字位扫描输出的方式，即万、千、百、十、个各位数字 BCD 的码轮流出现在 1248 BBBB 端上，并在 15 DD到 各端上同步出现字位选通脉冲，这种输出使其数字显示电路非常简单。 当使用 DA 转换芯片时，可采用以下方法提高转换分辨率： 1） 当输入模拟电压小于 DA 转换电路的满刻度所对应的电压值时，应放大输入信号，使输入电压的最大值对应 DA 满刻度值，以充分利用 DA 转换电路的满刻度。 2） 当输入电压在某一电压基值之上有小范围的变化，而我们需 要精确测量这个电压变化范围时，应在电路中引入一个电压信号，它与上述电压基值大小相等，而方向相反，这样 DA 转换电路的满刻度将对应小范围变化的电压增量信号，也就是只对电压增量信号进行转换。 3） 有些 DA 芯片，如 AD0804具有差动输入端，即     ININ VV 和 ,只要将输入信号的基值加于 INV 端，输入电压范围可以从非零伏开始，即从基值电压到最大输入电压，缩小了输入电 压范围，这样可提高芯片的分辨率。 VCC1REF2ANLG COM3INT OUT4AUTO ZERO5BUFF OUT6CREF+8CREF7IN9IN+10VCC+11D5。