模电电子电工课程设计

1题目__班级__________学号_________________姓名_____________指导___________________时间23电工电子技术课程设计任务书设计课题：数字万用表电路设计设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30~50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单；设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。设计说明书字数不得少于3000字。参考文献45目录1、总体方案与原理说明.................................42、单元电路1（用实际的单元电路名称，下同）...................53、单元电路2........................................64、单元电路3........................................75、单元电路4...........................86、单元电路5..........................97、单元电路6...........................108、总体电路原理相关说明.................................119、总体电路原理图......................................1210、元件清单；..........................................1311、参考文献........................................14612、设计心得体会......................................1571、总体方案与原理说明数字万用表，拥有测量电流、交流电压、直流电压、电阻、二极管、线路通断及温度测量等功能。是电工、技术人员、维修人员常用的工具。整个电路图包含直流电压测量电路图（如图2）、交流电压测量电路图（如图3）、直流电流测量电路图（如图4）、电阻测量电路图（如图5）、电池测试电路图（如图6）、二极管测试电路（如图7）。以下为数字万用表原理方框图：功能量程选择R/V转换I/V转换V/V转换A/DLCDHV|888参数转换电路TCL7106输入被测量LCD显示器UIN图一数字万用表原理方框图制作者：2008级工商管理（一）班陈江群20081041010182单元电路1直流电压测量电路R12+R13R1490KR159KR16900R171002VSa20V200V500VZR21MIN+TSC7106IN-COMLCD图2直流电压测量电路图制作者：2008级工商管理（一）班陈江群200810410101VCOMC30.022u313032直流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。93、单元电路2交流电压测量电路R159KR16900R17100ZR21MIN+TSC7106IN-COMLCD图3交流电压测量电路制作者：2008级工商管理（一）班陈江群200810410101COMC30.022uR1490KR13900KDC64.7u500V200V3130321N4004(1A/400V)v0在基准数字电压表头前面加一级分压电路（分压器），可以扩展直流电压测量的量程。如图，U0为电压表头的量程（如200mV），r为其内阻，r1、r2为分压电阻，U10为扩展后的量程。由于rR，所以分压比为U0/U10=r2/(r1+r2)扩展后的量程为U10=(r1+r2)U0/r2104、单元电路3直流电流测量电路R21MIN+TSC7106IN-COMLCD图4直流电流测量电路制作者：2008级工商管理（一）班陈江群200810410101COMC30.022u313032ZR0FU200mA0.2a/250V200mA根据欧姆定理，用合适的取样电阻把待测电流转换为相应的电压，再进行测量。如图，由于rR，取样电阻R上的电压降为Ui=IiR即被测电流Ii=Ui/R若数字表头的电压量程为U0，欲使电流档量程为I0，则该档的取样电阻（也称分流电阻）为R=U0/I0115、单元电路4电阻测量电路R1490KR159K1KR13900KZLCD图5电阻测量电路制作者：2008级工商管理（一）班陈江群200810410101COMC30.022uR121KZR4100KR3100KR21MR16+R173635313032COMIN-IN+VREF-VREF+V+200KΩ20KΩ2KΩTSC7106E0=+2.8V2MΩPTCtΩ由稳压管ZD提供测量基准电压，流过标准电阻R0和被测电阻Rx的电流基本相等（数字表头的输入阻抗很高，其取用的电流可忽略不计）。所以A/D转换器的参考电压URFE和输入电压UIN有如下关系：URFE/UIN=R0/Rx即Rx=(UIN/URFE)/R0126、单元电路5电池测试电路R10360R1136R91ZR21MIN+TSC7106IN-COMLCD图6电池测试电路制作者：2008级工商管理（一）班陈江群200810410101COMC30.022u313032mAFU0.2A/250V9V1.5VVINE137、单元电路6二极管测试电路1KLCD图7二极管测试电路制作者：2008级工商管理（一）班陈江群200810410101COMC30.022uR18IKZR21MR16+R173635313032COMIN-IN+VREF-VREF+V+TSC7106E0=+2.8VPTCtVF=VIN500VREF≈1VVD148、总体电路原理相关说明数字万用表由以下几部分功能组成，复原电路、震荡电路、ADC输入、被测量显示、ADC使能控制。复位电路用来清零进行下一次的测量；震荡电路用来消除一些外来干扰，使电路工作更加稳定；ADC输入则是将输入量进行AD转换；测量显示就是显示测量的数值。有一点我们特别要注意，就是要注意电路的保护，无论测试还是使用，都应当注意数字万用表电路的保护。一般测量的电压电流超过量程范围易造成电路的损坏．如在交流20V档位测量市电，很易引起数字万用表交流放大电路损坏，使万用表失去交流测量功能。在测量直流电压时，所测电压超出测量量程，同样易造成表内电路故障。在测量电流时如果实际电流值超过量程，一般仅引起万用表内的保险丝烧断，不会造成其它损坏。所以在测量电压参数时，如果不知道所测电压的大致范围，应先把测量档置于最高档，通过测量其值后再换档测量，以得到比较精确的数值。如果所要测量的电压数值远超出万用表所能测量的最大量程，应另配高阻测量表笔。如检测黑白彩电的第二阳极高压及聚焦高压。159、总体电路原理图ZR19R20R21ZZCOMV/Ma/ΩR12R13R14R16R15R17R9R10R11FUSaSbScIN+VKEF+S4BP图8数字万用表总体电路图制作者：2008级工商管理（一）班陈江群200810410101注：显示部分不在本设计中，故在总体原理电路图中未画出。相关元件的参数在图中已给出，不另作说明。1610、DT830B型数字万用表元件清单电阻R100.990.5%电阻R890.3%电阻R201000.3%电阻R219000.3%电阻R229K0.3%电阻R2390K0.3%电阻R24117K0.3%电阻R25117K0.3%电阻R35117K0.3%电阻R26274K0.3%电阻R27274K0.3%电阻R51K5%电阻R63K1%电阻R730K1%电阻R30100K5%电阻R4100K5%电阻R1150K5%电阻R18220K5%电阻R19220K5%电阻R12220K5%电阻R13220K5%电阻R14220K5%电阻R15220K5%电阻R2470K5%电阻R31M5%电阻R321.5-2K5%C1100pFC2100nFC3100nFC4100nFC5100nFC6100nFD31N4007Q19013保险管、座1套HFE座1个V型触片6片17参考文献[1]大学物理（修订版）罗圆圆江西高校出版社[2]电工学简明教程（第二版）秦曾煌高等教育出版社[3]数字万用表电路图集沙占友人民教育出版社[4]实用电子控制电路方大千国防工业出版社18设计心得体会作为理工科的学生，认知和理解电路图的能力是我们必须掌握的，经过此次查阅相关资料，设计数字万用表电路图，对基本的电路设计方式、方法有所了解。掌握了基本的设计技巧和绘制电路图的能力，学会了使用MicrosoftVisio2003中文专业版绘图软件。此次电工电子技术课程设计之所以选择数字万用表电路图设计，是因为高中对万用表有所了解，同时，本学期在电工与电子实习中跟着老师制作过万用表，相对来说，对数字万用表的认知程度要深一些。自大学以来，我们仅学习了电工学、物理等方面的基本知识，没有对电子电工方面进行深入学习，在理解电路图的时候存在比较大的障碍，耗用时间比较多。从开始设计到结束，用了整整一天时间，晚上绘图到凌晨一点多。当时抱怨甚多，为什么老师偏要我们自行设计，不允许与他人雷同，不得复制他人现有的电路图。现在才知道老师们用心良苦，因为一件作品，只有通过自己亲身体验，才知其中之奥妙和道理。虽然对于备战六级的我们来说，当前时间紧张，但对比所得，颇感欣慰。在设计数字万用表的过程中，我对电池测试、二极管测试电路图理解得不是很清楚，基本上采用前人的设计。希望以后有机会能19够继续学习，加深对一些基本电路的了解和认知。在此，感谢金老师的指导！万用表的设计与调试一、实验目的1、了解万用表的基本工作原理及其相关组成部分；2、掌握用运算放大器组成万用表的设计方法；3、掌握万用表的主要技术指标和调试方法。二、知识点和涉及内容本课程实验主要是运算放大器构成各种简单仪表的原理，直流电压、直流电流、交流电压、交流电流及电阻的测量测试方法。三、技术指标万用表的测量精确度：2.5级电源电压：12V1、直流电压表量程：6V2、直流电流表量程：5mA3、交流电压表量程：6V，50Hz～1KHz4、交流电流表量程：5mA5、欧姆表量程分别为1KΩ，10KΩ，100KΩ四、万用表工作原理及参考电路1.运算放大器调零电路原理由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影响，当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时，输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度,要求对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿，这就是运算放大器的调零。“调零”技术是使用运放时必须掌握的。特别是在作直流放大器用时，由于输入失调电压和失调电流的影响，当运放的输入为零时，输出不为零，将影响运算放大器的精度，严重时使运算放大器不能正常工作。调零的原理是，在运放的输入端外加一个补偿电压，以抵消运放本身的失调电压，达到调零的目的。有些运放已经引出调零端，只需要按照器件的规定，接入调零电路进行调零即20可，例如本实验所用到的HA17741。下面以A17741为例，图1给出了常用外部调零电路。它的调零电路由-12V电源、50kΩ的电阻和