模拟电子线路课程设计--峰值检测系统的设计

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1、沈阳航空工业学院课程设计(说明书)峰值检测系统的设计班级/学号学生姓名指导教师沈阳航空工业学院课程设计任务书课程名称模拟电子线路课程设计院（系）电子信息工程学院专业电子信息工程班级学号姓名课程设计题目峰值检测系统的设计课程设计时间:2009年06月29日至2009年07月05日课程设计的内容及要求：一、设计说明在科研、生产各个领域都会用到峰值检测设备：例如检测建筑物的最大承受力、检测钢丝绳允许的最大拉力等，准确测量峰值对有关课题的研究是有非常重要意义的，本设计的任务是设计一个峰值检测系统，其关键任务是检测峰值并保持稳定。其框图如图1所示：它由传感

2、器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D(模数转换)、译码显示、数字锁存控制电路组成。各部分的作用如下：传感器：把被测信号量转换成电压量。放大器：将传感器输出的小信号放大，放大器的输出结果满足模数转换器的转换范围。采样/保持：对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值。采样/保持控制电路：该电路通过控制信号实现对峰值采样，小于原峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值。A/D转换：将模拟量转换成数字量。译码显示：完成峰值数字量的译码显示。数字锁存控制电路：对模数转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的数字量不锁存。传感器放大器采样/保持采

3、样/保持控制电路数字锁存控制电路A/D转换译码显示数字显示表表头图1峰值检测系统示例方案原理框图二、技术指标1.用传感器和检测电路测量某物体最大的承受力，传感器输出信号为0～5mV，1mV等效于400kg；2.要求放大器输入阻抗Ri>1MΩ；3.峰值电压保持稳定。三、设计要求1.在选择器件时，应考虑成本；2.根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数；3.画出电路原理图。四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案，验证所设计的电路；2．进行实验数据处理和分析。五、推荐参考资料1.张福学编著.传感器应用及其电路精选.北京：电子工业出版社，199

4、2.六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：指导教师签字：日期：成绩一、方案设计本次课程设计的峰值检测系统是由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D(模数转换)、译码显示、数字锁存控制电路组成。传感器是用来把被测信号量转换成电压量；放大器是将传感器输出的小信号放大，输出结果满足模数转换器的转换范围；采样/保持是对放大后的被测模拟量进行采样，并保持峰值；采样/保持控制电路通过控制信号实现对峰值采样，小于原峰值时，保持原峰值，大于原峰值时保持新的峰值。原理框图如下：传

5、感器放大器采样/保持采样/保持控制电路数字锁存控制电路A/D转换译码显示数字显示表表头图1峰值检测系统方案原理框图一、电路设计（一）放大电路选用电压增益Au=400的放大电路就能完成系统对小信号放大的要求。尽管放大电路种类繁多，但为了将传感器输出的微弱信号能够有效的放大，故而采用高精度放大器，如图2所示。三个运算放大器分别用U1，U2，U3表示。该电路U1和U2的失调电压的量值和方向相同，可以相互抵消，所以此种电路精度很高。这种高精度放大器对完成弱信号的放大有重要的作用。图2高精度数据放大器说明：此电路中放大器要完成400倍的放大任务，分配第一级

6、的电压增益为5，分配第二级的电压增益为80，能够达到放大要求。（二）采样/保持及控制电路电容的作用是对采样后的模拟信号进行存储。同时也要用万用表显示结果。万用表与电容之间设置一个电压跟随器，保证输出电压跟踪跟电容两端的变化而变化，以隔离对输出信号的影响。该电路可以采用比较电路，电路如图3所示：图3采样/保持放大电路比较电路对采样保持的输入电压与输出电压进行比较，由比较的结果控制是采样还是保持，当输入电压大于输出电压时，控制电路进行采样，否则，控制电路保持。当采样时，当比较器的输入电压U1>U2时，输出电压为高电平，开关导通，对电容C1充电，C1两

7、端电压跟踪输入电压变化，输出电压也跟踪输入电压变化，实现采样功能。保持时，当U1

8、算，元器件选择。（1）参数计算放大电路：设输入电压=5mv，输出电压=2v。根据公式/=-/(1+2/)，将和代入公式中得，/=2/(5