哈爾濱工業大學畢業設計（論文）BUF為緩沖器輸出端，接積分電阻。AZ為積分器和比較器的反相輸入端，接自動穩零電容。INT為積分器輸出端，接積分電容。TEST為燈光測試端，在檢查LED時該端通過500Ω電阻與GND相接，則各段均顯示。V+為電源正極，通常接+5V。V-為電源負極，通常接-5V。根據對ICL7107的介紹，可以由以上公式推出本設計A/D轉換部分的元件參數。3.1.2數字部分電路的參數計算后，得到R2、C5的取值分別為100KΩ和100pF；C6取值0.1μF；C7取值0.01μF；C8、C9、R24的取值分別為0.47μF、0.22μF和47KΩ；R23取值1MΩ；RP6、R19的取值分別為1KΩ和24KΩ。3.2自動換檔直流數字電壓表的自動控制電路本節將著重分析、計算自動換檔直流數字電壓表控制電路的原理及參數。本控制電路是采用電壓比較器開關控制繼電器的吸合與釋放，比較器采用了雙運放的TL082，將其連成單限電壓比較器?；鶞孰妷哼x擇0.1V和1V（也可選擇其它值）。R11、RP1組成輸入衰減電路，將輸入的電壓信號20倍衰減，設R11選取100K，輸入電壓為2V時，那么根據分壓公式得得到RX為5.26K，所以我們選10K的多圈電位器。通過同樣的方法我們可以算出R1、R13、RP3及R2、R3、RP2的值，這里取R1為27K，R13為10K，RP3為1K，R2為56K，R3為4.7K，PR2為5K。其余電阻為限流電阻。工作原理為：當有輸入電壓時，經過衰減器將信號電壓20倍衰減，送入IC2A進行隔離（因為電壓表是從電路中取電壓，所以輸入電阻一定要大，才不致影響被測電路的正常工作狀態）。然后進行電壓比較，比較后由比較器輸出的信號去控制三極管的導通與截止，從而控制繼電器的吸合與釋放。3.3自動換檔直流數字電壓表的分壓電路由于ICL7107的輸入電壓要小于200mV，所以對輸入的電壓信號要進行分壓，具體電路如圖3.3.1所示。因為分壓輸出為200mV，所以當輸入2V時，要衰減10倍；輸入20V是，要100倍衰減；輸入200V時，要衰減1000倍。設R取值10K，則得R1為90K：得R2為900K：得R3為9M。3.4自動換檔直流數字電壓表的整機原理通過前面幾章的介紹，相信大家對自動換檔直流數字電壓表有了一定的了解。下面，我們將對電壓表的整機進行一個全面的講解。整機電路圖見附錄1所示。信號電壓從輸入端輸入，經分壓器（R11，RP1）分壓衰減20倍輸出，由R12限流送入運放IC2A，運放在這里搭接成射隨器的形式，起隔離作用，防止輸入電阻過小，影響被測電路的正常工作。IC2A輸出送入兩個比較器。兩個比較器的基準電源分別為0.1V和1V，由于基準電源要求較高，所以用兩個穩壓管來穩壓。通過R1、R13、RP3和VZ2，使IC3B得到比較穩定的0.1V電壓；而通過R2、R3、RP2和VZ1，使IC3A得到比較穩定的1V電壓。R9和R10分別為IC3A和IC3B的限流電阻。經比較器比較，如果輸入電壓小于0.1V時，IC3B輸出低電平，使三極管VT2導通，VT4截止，VT2導通致使J1動作，觸點吸合。信號電壓直接送入分壓電路的2V檔處。此時，IC3A輸出為高電平，三極管VT1截止。J3不動作，由于IC3A輸出高電平使VT3導通，但VT4截止，導致J2也不動作。VT2導通，VD4發光，表示電壓表工作在2V檔。當輸入信號電壓大于0.1V小于1V時，IC3A、B同時輸出高電平，使VT1、VT2截止，VT3、VT4同時導通，J2動作，J1、J3不動作。VD5發光，告知當前電壓表工作在20V檔；當輸入信號電壓大于1V時，IC3B輸出高電平，使VT2截止，VT4導通，IC3A輸出為低電平，使VT3截止，VT1導通，J3動作，J1、J2不動作，同時VD6發光，告知當前電壓表工作在200V檔。信號電壓再經過分壓電路送入ICL7107進行A/D轉換，輸出數字信號顯示。由于ICL7107內部沒有小數點驅動電路，所以我們可以自行加裝小數點驅動。因為ICL7107驅動的是共陽極的數碼管，所以當輸入為低時，相應的段點亮。我們在三個繼電器的線圈正極接上三個非門，當某一個繼電器動作的同時，非門輸入為高電平，而輸出為低電平，使相對應的小數點點亮，而繼電器不動作時，非門輸入為低電平，小數點不亮。以上就是三量程自動轉換直流數字電壓表的原理。第4章自動換檔直流數字電壓表的整機調試本電路的調試非常之簡單。首先，在輸入端輸入一個2V的電壓，調RP1電位器，使IC2A的輸入為0.1V即可；然后，調RP3電位器，使IC3B的反相輸入（基準電源）端電壓為1V。由于本電路采用±12V電源供電，所以ICL7107的±5V需經分壓取得。調節RP4、RP5兩電位器，使的ICL7107的第1腳和第26腳的分別為±5V。調節電位器RP6，使ICL7107的第35、36腳間電壓為100mV。至此，電路應該正常工作，顯示誤差為2個字。應當注意的是，由于ICL7107內部沒有小數點驅動，需用非門來驅動，所以非門的輸入端接的地方非常重要，一定是接在繼電器的正極上，不能接在其他地方，否則會導致小數點不正常發光。附錄3是本電路的元件及參數，僅供參考。至此，本設計的說明已結束。結論通過兩個多月的畢業設計，我完成了一塊非常有實用價值的電子類測量儀表。此電路經過立題、研究、理論、詳細設計、總體設計、電路分析、電路設計、部分電路調試、整機調試，才最終完成。此電路是基于普通數字電壓表而設計的，利用了電壓比較電路、分壓電路、A/D轉換電路和積分電路等基本電路組合而成。本設計電路能夠按照所需進行測量，誤差在允許的范圍內，精確度也較高，如果選取的元件精度再高一些的話，儀表的精確度會更高。同時，此電路功能擴展很方便，如加整流濾波電路，就可測量交直流信號電壓。此電路從思想到實現，從立題到電路設計都是在導師指導下由我獨立完成的。經過此次畢業設計，我覺得我在電路開發上又向前走了一大步，獲益非淺。它為我建立了一個電路開發的總體概念，畢業設計的目的已經達到。致謝在我的整個畢業設計制作和論文的撰寫過程中，要特別感謝趙建新導師給予的悉心指導。趙老師嚴謹的治學態度和淵博的知識，使我無論是在理論知識還是實踐操作上都取得了長足的進步。在整個電路的設計和整機調試的過程中，趙老師不厭其煩地進行的指導，在此我對趙老師的關懷和指導表示深深地感謝。電子系的老師們在每一階段的檢查中都給我提出了寶貴的建議，使我在以后的工作中減少了很多的錯誤，畢業設計把我在三年學習的知識進行總結，在這一過程中是我鞏固了以前學過的知識，同時對電路的設計也有了更深入的了解。在此謹向各位老師致以崇高的敬意和最衷心的感謝參考文獻[1].《集成運算放大器及其應用》孔有林編著北京郵電出版社[2].《集成運算放大器實用基礎》王泳濤編著北京工業出版社[3].《集成運算放大器分析與設計》易明編著北京工業出版社[4].《集成運算放大器的應用》張新昌編著北京高等教育出版社[5].《集成運算放大器實用電路》秦世才編著天津科學技術出版社[6].《集成運算放大器及其應用》孔有林編著北京郵電出版社[7].《電子儀器與測量技術》劉輝編著中國科學技術大學出版社[8].《新型數字電壓表原理與應用》沙占又李學芝邱凱編著國防工業出版社[9].《數字電子技術基礎》許孟嘗編著高等教育出版社附錄1自動轉換量程數字電壓表整機電路圖附錄2實物圖附錄3元件清單元件名稱參數元件名稱參數元件名稱參數C10.1μ/63VR17900KVT18550C20.1μ/63VR1890KVT28550C3100μ/25VR1924KVT38050C4100μ/25VR20100VT48050C5100PfR21100KVZ13VC60.1μFR2210KVZ22VC70.01μFR231MVZ35VC80.47μFR2447KVZ45VC90.22μFR25100LED1共陽數碼管R156KRU1470LED2共陽數碼管R227KRU2470LED3共陽數碼管R33KRU3470LED4共陽數碼管R44.7KRU4470J19V繼電器R54.7KRP110KJ29V繼電器R6180/0.5WRP25KJ39V繼電器R7180/0.5WRP31KIC1ICL7107R882/0.5