畢業(yè)設(shè)計(jì)---數(shù)字交流毫伏表的設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p>　　1．引言··············

2、3;····································&#

3、183;·······6</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)工具的簡介·······················&#

4、183;·························7</p><p>　　2.1 主要設(shè)計(jì)工具的介紹·····

5、;····································

6、83;7</p><p>　　2.1.1 PROTEL99簡介·····························

7、83;·············7</p><p>　　2.1.2 繪制PCB時(shí)的注意事項(xiàng)················&#

8、183;··················7</p><p>　　3. 工作原理·············

9、;····································

10、83;·····9</p><p>　　3.1一般數(shù)字電壓表的基本工作原理························&#

11、183;········9</p><p>　　3.2 本設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表的工作原理·····················&

12、#183;············9</p><p>　　3.3 單元電路的原理及設(shè)計(jì)·················

13、83;······················10</p><p>　　3.3.1 輸入通道的設(shè)計(jì)········

14、;·································10</p><p&g

15、t;　　3.3.2 反相放大器的設(shè)計(jì)·································

16、3;·····11</p><p>　　3.3.3 AC/DC轉(zhuǎn)換部分的設(shè)計(jì)························&

17、#183;···········12</p><p>　　3.3.4 量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)··················

18、;···············14</p><p>　　4. 整機(jī)的組裝和調(diào)試···············

19、83;·······························22</p><p>　　4.1 整機(jī)

20、的組裝····································&

21、#183;·············22</p><p>　　4.2 調(diào)試·················

22、3;····································&#

23、183;·22</p><p>　　4.3 校驗(yàn)······························

24、;··························22</p><p>　　4.4 改進(jìn)方案·····

25、····································

26、3;··········23</p><p>　　結(jié)論······················

27、;····································

28、83;···24</p><p>　　心得體會 ····························&

29、#183;····························24</p><p>　　致謝···&#

30、183;····································

31、······················25</p><p>　　參考文獻(xiàn)··········

32、;····································

33、83;···········25</p><p>　　附錄A····················

34、83;····································&

35、#183;··27</p><p>　　附錄B·····························&

36、#183;······························29</p><p><b>　　1

37、 引言</b></p><p>　　在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測量。其中，電壓量的測量最為經(jīng)常。而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更需要測量弱電的電壓，所以毫伏電壓表就成為一種必不可少的測量儀器。另外，由于數(shù)字式儀器具有讀數(shù)準(zhǔn)確方便、精度高、誤差小、靈敏度和分辨率高、測量速度快等特點(diǎn)而倍受用戶青睞，數(shù)字式交流毫伏表就是基于這種需求而發(fā)展起來的。</p><p>　

38、　隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子儀器的發(fā)展也是令人矚目的?？偟膩碚f，電子儀器有兩個(gè)方向的發(fā)展趨勢：一是向多功能、多參數(shù)、高精度、高速度方面發(fā)展，另一個(gè)是向?qū)嵱没?、小型化、?shù)字化、廉價(jià)的通用或單一用途方面發(fā)展。對于數(shù)字式電壓表來說，一方面趨向于合并于數(shù)字式萬用表中，另一方面趨向于使用方便、小型廉價(jià)的單一用途電壓表。</p><p>　　本文所研制的數(shù)字式交流毫伏表的顯著特點(diǎn)是測量范圍寬，可測電壓范圍為500V以下，最

39、大分辨率為0.01mV，且可以實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，操作簡單，使用方便。該電壓表還具有在—定的測量范圍內(nèi)將量程自動(dòng)選擇在最佳位置的功能，從而可以快速、方便、準(zhǔn)確地測量電壓。</p><p>　　2 設(shè)計(jì)工具的簡介</p><p>　　2.1主要設(shè)計(jì)工具的介紹</p><p>　　2.1.1 PROTEL99簡介</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)

40、主要是印制電路板（簡稱PCB板）的設(shè)計(jì)，采用的是Protel 99SE。Protel軟件以其易學(xué)易用而著稱。Protel 99 SE這套電路設(shè)計(jì)軟件，主要包括四部分：Schematic99 SE、SIM99SE、PLD99SE、PCB99SE、PCB99CE。除了上述四大部分之外，PROTEL99也提供了一些基本工具，如特別使用與電路設(shè)計(jì)的文字編輯器的工具，適用于電路數(shù)據(jù)管理的電子表格編輯器和統(tǒng)計(jì)圖編輯器等工具。</p>

41、<p>　　2.1.2 繪制PCB時(shí)的注意事項(xiàng)</p><p><b>　　1.布線方向</b></p><p>　　從焊接面看，組件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致布線方向最好與電路圖走線一致。布線方向最好與電路圖走線方向一致，因生產(chǎn)過程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測，故這樣便于生產(chǎn)中的檢查，調(diào)試以及檢修。</p><p>

42、　　2.各組件排列，分布要合理和均勻，力求整齊美觀，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囈蟆?lt;/p><p>　　3.電阻的放置方式分為平放與豎放兩種</p><p>　　(1)當(dāng)電路組件數(shù)量不多，而且電路板尺寸較大的情況下，一般是采用平放。</p><p>　　(2)豎放：放電路的組件數(shù)較多，而且電路板尺寸不大的情況下，一般上采用豎放。</p><p>　　4

43、.電位器的放置原則</p><p>　　在穩(wěn)壓器中用來調(diào)輸出電壓，故設(shè)計(jì)電位器應(yīng)滿足順時(shí)針輸出電壓升高，逆時(shí)針調(diào)節(jié)輸出降低，在可調(diào)恒流充電器中電位器用來調(diào)節(jié)充電電流的大小，設(shè)計(jì)電位器是應(yīng)滿足順時(shí)針調(diào)節(jié)時(shí)，電流增大。電位器安放應(yīng)當(dāng)滿足整體結(jié)構(gòu)安裝及面板布局的要求。因此應(yīng)盡可能放在邊緣，旋轉(zhuǎn)板朝外。</p><p>　　5.進(jìn)出接線端布置合理 </p><p>　　6.

44、設(shè)計(jì)布線圖是要注意管腳排列順序，組件腳間距要合理。</p><p>　　7.在保證電路性能要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求走線合理，少用外接跨線。</p><p>　　8.設(shè)計(jì)布線圖時(shí)走線盡量少拐彎，力求線條簡單明了。</p><p>　　9.布線時(shí)，導(dǎo)線的寬度要定好尺寸，不能太粗和太細(xì)，導(dǎo)線間距要盡量統(tǒng)一適中，以防短路。</p><p>　　10

45、.設(shè)計(jì)時(shí)。在不違背原理的前提下可以從元件中調(diào)用其他元件替代本元件。</p><p><b>　　3 工作原理</b></p><p>　　3.1一般數(shù)字電壓表的基本工作原理</p><p>　　數(shù)字電壓表是利用模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換原理，將被測電壓(模擬量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并將測量結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來的一種電壓測量儀器。因此，對于一臺數(shù)字電壓表來講，

46、除了供電電源之外，一般均可分為模擬和數(shù)字兩部分。其原理框圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 數(shù)字電壓表的原理框圖</p><p>　　A／D轉(zhuǎn)換是數(shù)字電壓表的核心，它將被測電壓量(模擬量)轉(zhuǎn)換成與之成比例的數(shù)字量。數(shù)字電壓表常用的A／D轉(zhuǎn)換有兩種方式：一種是將模擬電壓信號直接轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的數(shù)字量，這一般通過A／D轉(zhuǎn)換器來完成；另一種是將模擬電壓量轉(zhuǎn)換成與之成比例的頻率量，然

47、后通過計(jì)數(shù)器測量出頻率值，即可確定其電壓值。</p><p>　　3.2本設(shè)計(jì)數(shù)字電壓表的工作原理</p><p>　　同大多數(shù)數(shù)字式交流電壓表一樣，本表也分為模擬和數(shù)字兩部分。但由于本表具有量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，所以它又具有不同于一般電壓表的特點(diǎn)。本表的工作原理框圖如圖3-2所示。</p><p>　　輸入電壓信號ui經(jīng)過輸入通道進(jìn)入放大器部分，經(jīng)過放大之后，由AC／

48、DC轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為與交流電壓有效值相等的直流電壓。該直流電壓經(jīng)過V／F轉(zhuǎn)換電路輸出相應(yīng)的頻率量，然后計(jì)數(shù)器部分在秒脈沖的控制下進(jìn)行計(jì)數(shù)測量，最后顯示出讀數(shù)，從而完成電壓的測量。</p><p>　　量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換控制電路根據(jù)AC／DC轉(zhuǎn)換電路輸出的直流電壓值決定反相放大器的放大倍數(shù)。這樣，可以根據(jù)輸入電壓ui的大小改變放大器的放大倍數(shù)，從而使AC／DC轉(zhuǎn)換電路輸出的直流電壓值符合V／F轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓范圍。這也是

49、量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)。</p><p>　　工作原理框圖中各部分的具體電路及工作原理將在下文中詳細(xì)說明。</p><p>　　圖3-2 工作原理框圖</p><p>　　3.3單元電路的原理及設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1輸入通道的設(shè)計(jì)</p><p>　　本電壓表的輸入通道分為高壓(500V一5V)輸入通道和低

50、壓(5V以下)輸入通道。通道的切換采用人工手動(dòng)切換，其原理圖如圖3-3所示。</p><p>　　由圖可見，輸入通道由衰減器和跟隨器兩部分組成。低壓(5V以下)輸入直接進(jìn)入由運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器，而高壓(500V一5V)輸入經(jīng)過衰減器衰減后進(jìn)入跟隨器。衰減器基本分為電阻式和電容式兩種。實(shí)際電路中，為了改善電路的性能，常采用阻容混合式衰減器，阻容串聯(lián)或阻容并聯(lián)均可。在本儀表中為了消除電阻對地的雜散電容及分布電容的

51、影響，采用了阻容并聯(lián)式衰減器，如圖3-3所示。為了使衰減器的衰減倍數(shù)不因電壓幅值和頻率的變化而變化．阻容值應(yīng)滿足下列條件：(Cl十C2)／C1=(R1十R2)／R2；即C1Rl＝C2R2。該電壓表需要衰減100倍的衰減器，故有(Cl十C2)／C1=(R1十R2)／R2＝100；且Rl十R2為高壓輸入通道內(nèi)阻。由此即可確定電阻、電容的值。輸入通道是利用跟隨器來提高輸入阻抗的，信號從運(yùn)放的同相端輸入，其理想的輸入阻抗為∞，實(shí)際為幾十兆歐。跟

52、隨器的輸出與輸入波形相同且相位—致，使信號無畸變地送入測量電路。</p><p><b>　　圖3-3 輸入通道</b></p><p>　　3.3.2 反相放大器的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)較小的被測電壓信號送入測量電路時(shí)，為了更精確地測量它，必須將信號放大。這里用反相放大器，其電路如圖3-4所示。</p><p>

53、　　由反相放大器的放大倍數(shù)的幅值A(chǔ)U＝UO/UI=Rf /R可知，當(dāng)R＝l kΩ時(shí)，根據(jù)KA1、KA2的通斷，Rf分別取lkΩ、10kΩ、100kΩ時(shí)．則放大倍數(shù)分別等于1倍、10倍、100倍。而量程電動(dòng)切換正是利用輸入電壓的值控制繼電器器KA1、KA2的通斷，從而調(diào)整放大倍數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量的。</p><p>　　圖3-4 反相放大器</p><p>　　3.3.3 AC／DC轉(zhuǎn)換部分的

54、設(shè)計(jì)</p><p>　　在測量交流信號時(shí)，交、直流轉(zhuǎn)換是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，交、直流電壓轉(zhuǎn)換一般由整流電路和濾波電路構(gòu)成。整流電路一般有無源和有源兩種。其中無源整流電路由于二極管的非線性飽和區(qū)的存在影響測量精度。而有源整流電路則可以消除二極管的非線性截止區(qū)的影響。因此，本儀表中采用了有源全波整流，其電路如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 全波整流電路</p>&

55、lt;p>　　當(dāng)輸入信號ui處于正半周時(shí)，D2截止，uo1為虛地，uo1≈0；當(dāng)ui處于負(fù)半周時(shí)，D1截止，D 2導(dǎo)通，形成負(fù)反饋。此時(shí)uo1＝一(R2u1)／Rl，且二極管的非線性截止區(qū)不會影響輸出。Uo1的波形為半波整流波形。U2和R3一R5構(gòu)成反相加法器，若取R4＝2R3，則輸出uo2＝一R5(uo1十u1／2)/R3，即正弦波同半波整流波形相加，形成全波整流輸出。電容C的作用是濾除高頻干擾。</p><

56、p>　　濾波電路一般也分為有源濾波和無源濾波。為了提高精度，本儀表采用了二階有源低通濾波器，其電路如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6二階有源低通濾波器</p><p>　　對于輸入的全波整流信號，低通濾波器的作用是濾除其中的交流成分，只讓直流成分通過。</p><p>　　因此，將低通濾波器的截止頻率定為2Hz。</p><p&

57、gt;　　3.3.4量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換是實(shí)現(xiàn)精密儀器自動(dòng)測量的重要組成部分，也是本儀表的核心控制部分。本儀表采用的是模擬比較法量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換。模擬比較法量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路是由模擬比較器、量程寄存器、量程開關(guān)和譯碼器組成，其原理框圖如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7 量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換的原理框圖</p><p><b&g

58、t;　　(1)模擬比較器</b></p><p>　　模擬比較器的作用主要是衡量輸入信號ui是否處于預(yù)定的電壓范圍內(nèi)。當(dāng)ui高于“超出基準(zhǔn)”時(shí)，則能輸出進(jìn)位脈沖CPl；當(dāng)U1低于“不足基準(zhǔn)”時(shí)，則能輸出退位脈沖CP。模擬比較器由兩個(gè)比較器和兩個(gè)或門組成．如圖3.13所示。</p><p>　　比較器由LM311構(gòu)成，“超出基準(zhǔn)”預(yù)定為5V，“不足基準(zhǔn)”預(yù)定為0.5V。如果輸入信

59、號UI超過5V，則比較器LM311(1)輸出低電平，脈沖CP通過“或”門輸出CP+；當(dāng)UI低于0.5V時(shí)，則比較器LM311(2)輸出低電平，脈沖CP通過“或”門輸出CP-；：當(dāng)UI處于5V-0.5V之間時(shí)．則兩個(gè)比較器均輸出高電平，此時(shí)既沒有CP+也沒有CP-輸出。LM311有—個(gè)控制端S，當(dāng)S＝1(高電平)時(shí)，比較器處于工作狀態(tài)；當(dāng)S＝0(低電平)時(shí)，比較器處于禁止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)比較器輸出為高電平。因此，當(dāng)“禁進(jìn)”或“禁返”信號傳送過來

60、之后，比較器將處于禁止?fàn)顟B(tài)，由“禁進(jìn)”或“禁返”信號來控制CP+或CP-的輸出。</p><p>　　(2)量程的劃分 </p><p>　　由于低壓輸入通道有運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器，受該電壓取隨器的限制，其輸入電壓有效值最高不得大于5V。因此，儀表的基本量程定為5V一500mV，故比較器的上、下限電壓相應(yīng)為5V和0.5V。根據(jù)比較器的上、下限電壓，可將儀表的量程劃分為五擋高壓部

61、分為兩擋，低壓部分為三擋，即</p><p>　　高壓部分：500V—50V</p><p><b>　　50V一5V</b></p><p>　　低壓部分：5V一500mV</p><p>　　500mV一50mV</p><p><b>　　50mV以下</b></

62、p><p>　　高壓輸入通道輸入的電壓經(jīng)過衰減器后衰減為5V以下的電壓，即可進(jìn)行低壓測量。因此，只需確定低壓部分三個(gè)量程的對應(yīng)放大倍數(shù)即可。由前文可知，本儀表的反相放大部分有1倍、10倍和100倍三種放大倍數(shù)，而反相放大器的放大倍數(shù)Au與繼電器KAl、KA2的通斷有密切關(guān)系。量程、放大倍數(shù)AU與繼電器KAl、KA2狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系如表3-1所示。表中0和1分別表示繼電器的斷開和閉合。</p><p&

63、gt;　　圖3-8 模擬比較器</p><p>　　表3-1 狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系</p><p>　　由此可見，量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換實(shí)際上可以歸結(jié)為繼電器KA1、KA2狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　(3)量程寄存器</b></p><p>　　量程寄存器是量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換的核心部分，它的輸入信號為CP+和CP-，而它的輸

64、出則控制</p><p>　　量程的轉(zhuǎn)換。根據(jù)前面的分析，量程的順次轉(zhuǎn)換可以表示為繼電器KA1、KA 2狀態(tài)的不同組合，也就可以表示為兩位二進(jìn)制數(shù)的減、加計(jì)數(shù)。因此，這里選用二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LSl93作為量程寄存器，其連接電路圖如圖3-9所示。 </p><p>　　74LS193為異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這里只利用它的加、減計(jì)數(shù)和QA 、QB兩個(gè)輸出。根據(jù)其功能，當(dāng)CP+有脈沖輸入，CP-

65、為高電平時(shí)，其輸出QA 、QB進(jìn)行二進(jìn)制加計(jì)數(shù)；當(dāng)CP+為高電平，CP-為脈沖輸入時(shí)，其輸出QA 、QB進(jìn)行二進(jìn)制減計(jì)數(shù)；當(dāng)CP+、CP-同為高電平時(shí)、其輸出QA 、QB保持不變。比較器輸入與量程寄存器的關(guān)系如表3-2所示。</p><p>　　圖3-9 量程寄存器</p><p>　　表3-2 比較器輸入與量程寄存器的關(guān)系</p><p><b>　　

66、(4)量程開關(guān)</b></p><p>　　量程的切換是通過量程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的，本儀表的量程開關(guān)是繼電器KAl、KA2。通過繼電器KAl、KA2可以使放大器的放大倍數(shù)發(fā)生變化，從面實(shí)現(xiàn)量程的轉(zhuǎn)換。從74LSl93輸出的控制信號QA 、QB為數(shù)字信號，為了用該信號控制繼電器的通斷，采用如圖3-10所示的驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　圖3-10 繼電器的驅(qū)動(dòng)電路</p>

67、<p>　　繼電器的線圈為感性負(fù)載，當(dāng)晶體管關(guān)斷時(shí)，二極管D起到為繼電器的線圈續(xù)流的作用，從而保證驅(qū)動(dòng)電路的正常工作。由于繼電器KA只需斷開、閉合一條線路，故只需單觸點(diǎn)繼電器即可，這里選用HG4l00型。</p><p><b>　　(5)譯碼器</b></p><p>　　譯碼器的作用主要是根據(jù)量程的控制信號指示量程的位置，因此又稱為量程指示器。由于

68、本儀表為數(shù)字顯示，因此量程指示就體現(xiàn)為顯示單位相小數(shù)點(diǎn)的變化。換句話說就是譯碼器的輸出決定了顯示器的單位和小數(shù)點(diǎn)的變化。</p><p>　　由于高、低壓量程的切換是手動(dòng)的，因此要用—位數(shù)字信號來表示這一變化。所以規(guī)定，當(dāng)使用低壓量程時(shí)，信號Qc為低電平0，當(dāng)使用高壓量程時(shí)，信號Qc為高電平1。</p><p>　　本儀表的顯示為四位BCD碼．單位可以采用伏(V)和毫伏(mV)兩種。量程和

69、顯示的關(guān)系如表3-3所示。</p><p>　　表3-3 量程和顯示的關(guān)系</p><p>　　單位和小數(shù)點(diǎn)均可以用數(shù)字信號的高低電平驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管來表示。當(dāng)數(shù)字信號為高電平時(shí)，發(fā)光二極管亮；當(dāng)數(shù)字信號為低電平時(shí)，發(fā)光二極管熄滅。因此，單位和小數(shù)點(diǎn)的亮與熄滅可以用二進(jìn)制數(shù)0和1來表示，可得邏輯真值表如表3-4所示。</p><p>　　表3-4 邏輯真值表</

70、p><p>　　由表3-4所示邏輯真值表可以寫出譯碼器輸入、輸出的邏輯表達(dá)式為</p><p><b>　　第二位小數(shù)點(diǎn) </b></p><p><b>　　第一位小數(shù)點(diǎn) </b></p><p><b>　　V </b></p><p><b&

71、gt;　　mV </b></p><p>　　同時(shí)，譯碼器還需輸出“禁進(jìn)”、“禁運(yùn)”信號。當(dāng)量程切換到最高擋500V~50V或5V~500mV時(shí)，若直流輸出仍高于“超出基準(zhǔn)”，則必須產(chǎn)生“禁進(jìn)”信號。同樣，當(dāng)量程處于最低擋50V~5V及50mV以下時(shí)，若直流輸出仍低于“不足基準(zhǔn)”，則必須產(chǎn)生“禁返”信號。因此，可以得到如表3-5所示真值表。</p><p><b>

72、　　表3-5 真值表</b></p><p>　　由表3-5可得如F邏輯表達(dá)式</p><p><b>　　禁進(jìn) </b></p><p><b>　　禁返 </b></p><p>　　此處采用三線—八線譯碼器74LSl38和與非門74LS00來產(chǎn)生信號S1-S6。</p&g

73、t;<p>　　至此，量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路已設(shè)計(jì)完畢。該電路可以根據(jù)輸入信號的大小，自動(dòng)地轉(zhuǎn)換到合適的量程上，從而完成精確測量。</p><p><b>　?。?）秒脈沖發(fā)生器</b></p><p>　　以IC1為核心組成多諧振蕩器，其反向電路由RP1、R1和C1組成。C1的充放電受IC1輸出端的狀態(tài)所控制，當(dāng)C1兩端電壓達(dá)到IC1的兩個(gè)觸發(fā)電平之一時(shí)，I

74、C1輸出翻轉(zhuǎn)。選擇CI和R1的值使IC1輸出為10Hz脈沖，其精度可用RP1調(diào)節(jié)，再用IC2進(jìn)行十分頻，送出1Hz秒脈沖。（如圖3-11）。</p><p>　　圖3-11秒脈沖發(fā)生器</p><p>　　4 整機(jī)的組裝和調(diào)試</p><p><b>　　4.1整機(jī)的組裝</b></p><p>　　根據(jù)儀表的工作原理，

75、我們用計(jì)算機(jī)繪制出印刷電路板。本儀表電路板分為主電路板、顯示板和電源板塊，各板之間采用導(dǎo)線和接插件相連接。</p><p>　　電源板必須在輸入18v和9v交流電壓的情況下，輸出土15v和兩組十5v電源供電路個(gè)的集成電路使用，還要輸出十5V和十0.5V電源作為比較器的上、下限電壓，另外還需要提供十2．5V 標(biāo)準(zhǔn)電源供校驗(yàn)使用。</p><p>　　主電路板包括本儀表的測量通道及自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換

76、部分，其輸出應(yīng)是顯示板的各項(xiàng)輸入，包括V／F轉(zhuǎn)換輸出fo、信號、控制小數(shù)點(diǎn)的信號等。</p><p>　　顯示板主要完成計(jì)數(shù)和顯示的功能，在fo、信號、控制小數(shù)點(diǎn)信號的控制下，顯示板應(yīng)完成正確的時(shí)序并正確地顯示。</p><p>　　印刷電路板采用光繪，制好后、將所有元件按正確的位置焊接好，最后將焊接好元件的印刷電路板組裝在一起。</p><p><b>

77、　　4.2調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試分為兩步進(jìn)行，先進(jìn)行各部分的調(diào)試，最后再進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。調(diào)試工作的重點(diǎn)和準(zhǔn)點(diǎn)主要在模擬電路部分。模擬電路部分的調(diào)試首先要調(diào)整各個(gè)運(yùn)算放大器的調(diào)零電位器．保證各運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓為零，其次再調(diào)節(jié)反相放大器的放大倍數(shù)(分別為1倍、10倍、100倍)及反相器和濾波器的直流增益。數(shù)字部分的調(diào)試比較簡單，只要邏輯正確、線路無誤、集成電路完好，一般一次調(diào)試即可通過。

78、</p><p><b>　　4.3校驗(yàn)</b></p><p>　　在對模擬電路粗調(diào)后，宜用四位半的數(shù)字電壓表對其進(jìn)行了初步校驗(yàn)，其結(jié)果達(dá)到f最大誤差不超過1％，即1級電壓表的水平。儀表中使用的運(yùn)算放大器直接影響到儀表的頻帶范圍。本儀表采用最常用的、具有相位補(bǔ)償功能的運(yùn)算放大器μA741，儀表的頻帶范圍為0~20kHz，基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p>&l

79、t;p><b>　　4.4改進(jìn)方案</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所研制的量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換式數(shù)字文流毫伏表基本完成預(yù)定任務(wù)問題，但還是存在著一些問題。</p><p>　　在毫伏表的頻帶寬度方面，由于采用的是運(yùn)算放大器μA74l，所以頻帶范圍僅為0~20kHz，這只是基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，頻帶寬度還可以進(jìn)一步提高。在實(shí)驗(yàn)中我們曾采用高速運(yùn)算放大器LF357，其

80、帶寬可達(dá)100kHz而無波形畸變現(xiàn)象。只是由于時(shí)間倉促，沒有來得及解決LF357的自激振蕩問題，因而沒有采用。顯然，克服以上問題或選擇合適的運(yùn)算放大器，可使儀表的帶寬達(dá)到100kHz，甚至更寬。</p><p>　　在儀表的Ac／Dc轉(zhuǎn)換部分，采用了運(yùn)算放大器組成的有源濾波、整流電路。但隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在真有效值交直流轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛。例如若使用LH0091真有效位交直流轉(zhuǎn)換器，當(dāng)輸入正弦交流電壓時(shí)．

81、其輸出為真有效恒定直流電壓，精度高，電路簡單。除此以外。若要進(jìn)一步提高表的精度，完全可以改用與LH009l類似的集成電路。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　漫長的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生所學(xué)的理論和實(shí)踐相結(jié)合的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是對我們所學(xué)知識的一個(gè)綜合的訓(xùn)練及考核，是對我們所學(xué)知識的應(yīng)用能力和大學(xué)所學(xué)理論知識對實(shí)踐技能相

82、結(jié)合的全面的考核。并對我們?nèi)绾胃鶕?jù)要做的課題對現(xiàn)有的資料進(jìn)行理解和運(yùn)用的能力的考核。在這段時(shí)間中我學(xué)到了很多東西，感到自己以前所學(xué)到的知識沒有深刻的理解，關(guān)鍵時(shí)刻還得求助于老師和書本，覺得以后要做的事還很多，需要不斷的自學(xué)并深化學(xué)習(xí)以前的知識。</p><p>　　本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要對于數(shù)字交流毫伏表的重點(diǎn)電路作出了詳細(xì)的分析，還有部分電路未做詳細(xì)解釋比如計(jì)數(shù)及顯示部分的設(shè)計(jì)、V／F轉(zhuǎn)換電路部分的設(shè)計(jì)以及電源電路

83、的設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)涵蓋了在學(xué)校所學(xué)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)，并且有所擴(kuò)展。在設(shè)計(jì)中我采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，先將整機(jī)分為不同的功能模塊，再設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)局部功能的單元電路。這樣各單元電路的功能明確，之間的界限清楚，便于調(diào)試。對每一單元電路我均采用了較簡潔的電路，以達(dá)到易調(diào)整、故障少、成本低的目的。</p><p><b>　　心 得 體 會</b></p><p>　

84、　畢業(yè)設(shè)計(jì)，是把自己三年來所學(xué)的知識進(jìn)行綜合應(yīng)用。通過這次設(shè)計(jì)，不但鞏固了自己的所學(xué)知識，同時(shí)也學(xué)到了許多書本上無法學(xué)到的知識，提高了自己的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，為自己走上工作崗位打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，查閱了許多資料，拓寬了自己的知識面，解決了許多設(shè)計(jì)中遇到的問題。比如，在設(shè)計(jì)中，我在硬件電路設(shè)計(jì)中加深了對電路基礎(chǔ)的認(rèn)識，通過這次學(xué)習(xí)，加深了感性認(rèn)識。</p><p&

85、gt;　　在調(diào)試中，碰到了問題，不是放棄或繞開，而是千方百計(jì)的解決。通過查閱資料、請教指導(dǎo)老師、同學(xué)們之間互相探討等途徑，把問題弄懂、弄通，最后解決問題。</p><p>　　總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，自己學(xué)到了許多新知識，了解和掌握了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程，使自己在質(zhì)和量上都得到了較大的提高。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p

86、>　　通過兩年多的學(xué)習(xí)，不僅增加了我的知識，同時(shí)也拓寬了我的知識面，加強(qiáng)了理論基礎(chǔ)，為將來更好的應(yīng)用所學(xué)的知識打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　這次的課題研究、以及論文的順利完成，既是對我在大學(xué)期間所學(xué)知識的檢驗(yàn)和提高，也是各位老師悉心指導(dǎo)的結(jié)果。值此論文即將完成之際，衷心地感謝給予我關(guān)心和愛護(hù)的老師們！</p><p>　　特別感謝我的指導(dǎo)老師**老師給予的精心指導(dǎo)，從確定研究

87、課題，到具體展開研究，到最后論文的寫作，整個(gè)過程無不凝聚著他的心血。他淵博的學(xué)識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，令學(xué)生欽佩，并終生難忘，在此向他表示最真誠的謝意。</p><p>　　最后我要衷心的感謝多年來在生活和學(xué)習(xí)上給予我極大支持的親人、老師、同學(xué)和朋友們！</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)

88、(論文)指導(dǎo)手冊·電工卷.周希德.高等教育出版社</p><p>　　[2]基本電路基礎(chǔ) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[3]模擬電子技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[4]數(shù)字電子技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[5]Protel電路設(shè)計(jì)入門與應(yīng)用 北京：中國鐵道出版社</p>

89、<p>　　[6]電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用 北京：機(jī)械工業(yè)出版社</p><p><b>　　附錄A </b></p><p>　　74LS193的功能      74LS193是雙時(shí)鐘4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器。圖(a)、(b)分別是它的邏輯電路圖和引腳圖，表1是它的功能表。74LS193的特點(diǎn)是有兩個(gè)時(shí)鐘脈沖（計(jì)數(shù)脈沖

90、）輸入端CPU和CPD。在RD=0、LD＝1的條件下，作加計(jì)數(shù)時(shí),令CPD＝1,計(jì)數(shù)脈沖從CPU輸入；作減計(jì)數(shù)時(shí)，令CPU＝1，計(jì)數(shù)脈沖從CPD輸入。此外，74LS193還具有異步清零和異步預(yù)置數(shù)的功能。</p><p>　　邏輯電路圖（a）和引腳圖(b)</p><p>　　當(dāng)清零信號RD＝1時(shí)，不管時(shí)鐘脈沖的狀態(tài)如何,計(jì)數(shù)器的輸出將被直接置零；當(dāng)RD＝0,LD＝0時(shí)，不管時(shí)鐘脈沖的狀態(tài)

91、如何，將立即把預(yù)置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端A、B、C、D的狀態(tài)置入計(jì)數(shù)器的QA、QB、QC、QD端，稱為異步預(yù)置數(shù)。 74HC193、74HCT193的邏輯功能及引腳圖與74LS193完全相同。</p><p>　　表1 74LS193的功能表</p><p><b>　　附錄B</b></p><p>　　CD4017工作原理</p>&l

92、t;p><b>　　方框圖:</b></p><p>　　十進(jìn)制計(jì)數(shù)／分頻器CD4017，其內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實(shí)現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個(gè)輸出時(shí)序就是O0、O1、O2、…、O9依次出現(xiàn)與時(shí)鐘同步的高電平，寬度等于時(shí)鐘周期。 </p><p>　　CD4017有10個(gè)輸出端（O0～O9）和1個(gè)進(jìn)位輸出端～O5-9。每輸入10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，～O5

93、-9就可得到1個(gè)進(jìn)位正脈沖，該進(jìn)位輸出信號可作為下一級的時(shí)鐘信號。</p><p>　　CD4017有3個(gè)輸（MR、CP0和~CP1），MR為清零端，當(dāng)在MR端上加高電平或正脈沖時(shí)其輸出O0為高電平，其余輸出端（O1～O9）均為低電平。CP0和～CPl是2個(gè)時(shí)鐘輸入端，若要用上升沿來計(jì)數(shù)，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計(jì)數(shù)，則信號由～CPl端輸入。設(shè)置2個(gè)時(shí)鐘輸入端，級聯(lián)時(shí)比較方便，可驅(qū)動(dòng)更多二極管發(fā)光。