綜合電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告---水箱壓力測量計(jì)

1、<p>　　綜合電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　課程題目：水箱壓力測量計(jì)</p><p><b>　　原理概述</b></p><p>　　水箱壓力測量計(jì)的測量原理</p><p>　　由于所設(shè)計(jì)的測量計(jì)需提供的是+9V的直流電壓，故我們采用一個(gè)線性穩(wěn)壓器LT1121來將其轉(zhuǎn)換為電路所需要的工作電壓。&l

2、t;/p><p>　　先是水箱壓力傳感器感應(yīng)水箱壓力，將壓力輸入信號轉(zhuǎn)化為電壓輸出信號，然后經(jīng)過橋式放大器對壓力傳感器的電壓輸出信號進(jìn)行放大。待信號穩(wěn)定后，通過一個(gè)差分電路產(chǎn)生輸出電壓。</p><p>　　為了便于長距離運(yùn)輸，我們將模擬的電壓測量信號轉(zhuǎn)換為頻率信號輸出，主要是采用比較器以與輸出電壓或電流成精確比例的重復(fù)速率，均勻的將一組充電電流注入其反向端，這就確保了唯一由輸出電壓精確的確定

3、電路的輸出頻率。</p><p><b>　　流程圖</b></p><p><b>　　原理圖</b></p><p><b>　　總的原理圖</b></p><p><b>　　(B)</b></p><p>　　具體設(shè)計(jì)過程可

4、以主要分為五個(gè)部分</p><p>　　線性穩(wěn)壓器LT1121</p><p>　　根據(jù)網(wǎng)上查詢的資料，VOUT = 3.75V( 1 +R2/R1) + IADJ ? R2 </p><p>　　VADJ = 3.75V</p><p>　　IADJ = 150nA AT 25°C(常溫25度時(shí)為150nA)</p>

5、<p>　　OUTPUT RANGE = 3.75V TO 30V</p><p><b>　　其中</b></p><p>　　由于電路需要的是+9V的工作電壓故我們?nèi)1=18K,R2=13K.代入式子得VOUT=8.9623V接近9V</p><p>　　2) 積分電路提供工作電流（LT1079、LT1034）</p&

6、gt;<p>　　VD1為A1的相同輸入端提供+1.2V的參考電壓。A1可為壓力傳感器提供+1.5mA的工作電流。參考電壓還經(jīng)過R4、R5、R8和RP1進(jìn)行分壓，對A3（其后的差分放大器的運(yùn)放）輸出電壓的振幅進(jìn)行補(bǔ)償。</p><p>　　3) 水箱壓力傳感器EG&GIC</p><p>　　將壓力轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，注意壓力的變化與水柱的直徑無關(guān)，因此同樣高度的

7、水柱得到的輸出信號是相同的。</p><p><b>　　4) 橋式放大器</b></p><p>　　A2和A4構(gòu)成橋式放大器，對壓力傳感器的壓力信號進(jìn)行放大，為A3提供差分輸入信號。</p><p><b>　　5）差分放大器</b></p><p>　　A3輸出UO1為滿幅度電壓信號。輸出U

8、o1作為b圖的輸入信號Ui。</p><p>　　6）電壓—頻率轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　將輸入U(xiǎn)i的0~5V模擬電壓轉(zhuǎn)換為0~5kHz的f0頻率輸出。A5、VT5、VT6、C1可構(gòu)成充電泵電路，該電路工作時(shí)可使A5的反相輸入端電壓為0V。VD5~VD7和LM334等構(gòu)成對充電泵的同相輸入端參考電壓的溫度特性進(jìn)行補(bǔ)償?shù)碾娐贰１容^器A5以與輸入電壓或電流成精確比例的重復(fù)速率，均勻的將一組

9、充電電流注入其反相輸入端，這就確保唯一由輸入電壓精確的決定電路的輸出頻率。</p><p><b>　　PCB圖</b></p><p>　　問題解決與設(shè)計(jì)技巧總結(jié)</p><p>　　所需器件在原理圖庫中找不到</p><p>　　在我們設(shè)計(jì)的電路圖中有很多器件在protel 99se原理圖庫中找不到對應(yīng)的表達(dá)，如水箱

10、壓力傳感器及一些集成芯片，這給我們電路圖的繪制帶來了不便。經(jīng)過查閱資料，我們根據(jù)器件相關(guān)參數(shù)，自繪器件原理圖來補(bǔ)充原有的原理圖庫，解決了原理的繪制問題。</p><p>　　如何將多個(gè)器件在原理圖中集成到一片芯片上</p><p>　　在原理圖的繪制過程中，經(jīng)常會(huì)重復(fù)使用同一種規(guī)格的器件，如電路中實(shí)現(xiàn)電壓放大的部分，用到了四個(gè)規(guī)格相同的運(yùn)放；在伏頻轉(zhuǎn)換電路中也同時(shí)出現(xiàn)了兩種相同規(guī)格的運(yùn)放；

11、而這些相同規(guī)格的器件均可以用一片集成芯片來代替，這樣一來可以大大簡化電路PCB圖。通過查閱相關(guān)書籍，得知可以通過修改器件屬性中的part選項(xiàng)，將多個(gè)器件歸入一個(gè)芯片，當(dāng)然，如果芯片的型號在原理圖庫中沒有對應(yīng)，就必須在畫器件原理圖時(shí)將重復(fù)器件以不同part的形式封裝入一個(gè)芯片里，并正確規(guī)定芯片引腳，再次調(diào)用時(shí)就可以通過修改part屬性將器件集成了。調(diào)用庫中集成的芯片中的原件時(shí)，務(wù)必使每個(gè)原件取名相同，否則在加載網(wǎng)絡(luò)表時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)器件調(diào)用

12、一塊芯片的問題，反而造成浪費(fèi)。</p><p><b>　　修改電器性連接錯(cuò)誤</b></p><p>　　在原理圖繪制完畢后，按步驟應(yīng)進(jìn)行電器性檢查，主要是檢查器件之間的連接是否恰當(dāng)，一幅看似都連接妥當(dāng)?shù)脑韴D，在電器性檢查時(shí)，依然可能報(bào)出大量錯(cuò)誤，經(jīng)過對原理圖的反復(fù)研究和修改，我們總結(jié)出以下幾種不容易察覺的電器性連接錯(cuò)誤：（1）引腳和引腳之間沒有電器性連接線而是直

13、接搭接在一起（有時(shí)候這種錯(cuò)誤在電器性檢查時(shí)不會(huì)報(bào)錯(cuò)，但在網(wǎng)絡(luò)表加載時(shí)會(huì)出現(xiàn)缺連的現(xiàn)象）；（2）電路連之間交叉不相連和交叉相連的情況混淆；（3）當(dāng)電器線經(jīng)過器件引腳時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)默認(rèn)引腳電器線連接，而這種連接很多情況下是與設(shè)計(jì)不符的，電器性檢查時(shí)就不容易通過；（4）自己繪制的元件引腳屬性定義不正確。</p><p><b>　　封裝問題</b></p><p>　　封裝

14、問題是一個(gè)普遍問題，因?yàn)樵韴D庫與PCB器件庫相比要龐大很多，所以很多元件的封裝要根據(jù)器件信息挑選合適的封裝，或自行繪制器件封裝來補(bǔ)充PCB庫，我們在設(shè)計(jì)時(shí)上網(wǎng)查詢了一些常用器件的封裝，如電阻、電容、二極管、三極管等等，其他的特殊器件和一些集成芯片均在元件說明中查到參考封裝，或可以找類似的封裝代替，如一些集成芯片，器件尺寸均規(guī)格化，一般用DIP-x (x表示引腳數(shù))進(jìn)行封裝問題都不是很大。</p><p><