数字交流毫伏表ppt课件.ppt

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1、2015年全国大学生电子设计竞赛广西区第一阶段数字交流毫伏表黄新2015.05.161、题目要求1.1设计任务设计并制作一个数字交流毫伏表，实现对正弦信号的幅度测量，其原理示意图如下图所示。21.2要求1.2.1基本要求（1）正弦信号频率测量范围：100Hz～10KHz；（2）正弦信号幅度（峰峰值）测量范围：10mV～10V；（3）电压测量误差：±10％读数±2％量程；（4）具有量程切换功能；（5）利用液晶显示测量结果。31.2.2发挥部分（1）正弦信号频率测量范围：10Hz～100KHz，幅度（峰峰值）

2、测量范围1mV～50V；（2）电压测量误差：±5％读数±1％量程；（3）具有自动切换量程功能；（4）具有有效值、电压电平测量功能，参考电压值可以通过键盘设置；（5）其它42、硬件电路设计2.1系统组成及原理2.1.1系统组成框图52.1.2交流电压的表示方法（1）峰值一个周期内所能达到的最大值称为该交流电压的峰值不含直流成分时Up=Um6（2）平均值全波平均值交流电压绝对值在一个周期内的平均值7（3）有效值物理含义：一个交流电压和一个直流电压分别加在一个电阻上，若他们产生的热量相等，则交流电压的有效值等于

3、该直流电压值。8（4）波形因数该电压的有效值与平均值之比，即（5）波峰因数该电压的峰值与其有效值之比，即92.1.3交流电压的测量方法（1）均值电压表阻抗变换器：射极跟随器或源极跟随器可变量程衰减器：阻容分压电路宽带放大器：多级负反馈电路平均值检波器：整流和滤波（即检波）提取宽带放大器输出电压平均值10（2）峰值电压表（3）有效值电压表112.2峰值检测12132.3有效值检测利用真有效值转换芯片，直接将交流信号转换为直流有效值。AD637、AD536、LTC1966、LTC1967、LTC1968142

4、.4信号放大基本部分：10mV～10V，100Hz～10KHz发挥部分：1mV～50V，10Hz～100KHz1mV～0.5V范围放大10倍，放大器带宽增益积1MHz152.5衰减电路衰减系数C1R1=C2R2为最佳补偿基本部分：5～10V，衰减1/2发挥部分：5～50V，衰减1/10162.6AD转换电路2.6.1ADC选择（1）电压采集范围基本部分：10mV～10V，发挥部分1mV-50V需要衰减电路和放大电路。（2）电压测量误差基本部分：10mV-5V量程：±2％读数±0.025V5V-10V量程：

5、±2％读数±0.05V发挥部分：1mV-0.5V量程：±0.5％读数±0.001V0.5V-5V量程：±0.5％读数±0.01V5V-50V量程：±0.5％读数±0.1V172.6.2ADC位数基本部分：10mV-5V量程：±2％读数±0.025V，最小误差约0.025V5/0.025=200，ADC位数至少8位。发挥部分：1mV-0.5V量程：±0.5％读数±0.001V,最小误差约0.001V0.5/0.001=500,ADC位数至少9位，可选择10位或12位。182.6.3ADC参考电压发挥部分电压

6、误差要求较小，建议采用基准电压源作为参考电压。MAX60212.048V±7mVADR3924.096V±4mVREF3020AIDBZT2.048V±4mVREF02AP5V±5mVLM385BD-2-52.5V192.6.4ADC转换速度通过AC-DC转换后再测量，被测电压为直流电压，因此对ADC的转换速度要求较低。一般ADC的转换速度均满足要求。202.6.5ADC型号ADC0809：8位AD574：12位ADS7950：12位ADS802：12位MAX197：12位212.7显示电路只要求显示被测

7、交流电压大小。普通字符型液晶即可，1602，12232，12864。222.7键盘模块（1）功能量程切换设置，有效值，峰值，电压电平测量功能，参考电压设置（2）参考电压设置0～9数字。（3）按键设置4×4矩阵键盘单位按键同时具有确认功能。232.9微处理器（1）指令周期AT89S51：12～24时钟周期33MHzC8051F：1～2时钟周期25MHzATMEGA32L：1～2时钟周期16MHzSTM32F103ZE：1～2时钟周期72MHzMSP430F5438：1～2时钟周期18MHz24（2）RAM空

8、间AT89S51：128BRAM4KBFLASHC8051F010：4KB+256BRAM64KBFLASHATMEGA32L：2KBRAM32KBFLASHSTM32F103ZE:64KBRAM512KBFLASHMSP430F5438:16KBRAM256KB+512BFLASH25（2）ADC,DAC及接口AT89S51：无ADC，DAC，I2C和SPIC8051F010：12位ADC，12位DAC，SPI，I2CATM