便携式交流毫伏表的设计开题报告

时间:2017-07-15 开题报告 我要投稿

一、本开题报告的意义和背景:
    在进行电子实验或制作时,除信号源外,如果再有交流毫伏表,就会很方便地工作。例如测量放大器的频率特性和增益.交调失真和通道平衡的检测,滤波器的截止频率调整等等,都可以得心应手。但一般市售的万用电表或数字表.其交流大多不具备“mV”挡,而且可测的频率也多在1kHz以下,不能满足上述要求。
    毫伏表是一种可以测量微弱信号的交流电压表,是无线电制作中的常用仪表之一。由于在电路设计上采用了运算放大器,因此具有灵敏度高、测量电压范围宽、频带宽、输入阻抗高 的特点,并且制作容易、调试简单。
二、 开题报告任务的主要内容
(1)完成便携式交流毫伏表相关资料的收集整理;
(2)设计目标为3mV~100V电压;
(3)完成电路原理图的设计;
(4)完成印刷电路板设计与制作;
(5)完成软件设计;
(6)完成软件与硬件的联调,实现设计功能;
(7)完成对制作实物的测试;
(8)完成毕业设计报告。
三、已具备条件
    已有各种相关软件Protel 99SE,雕刻机一台,模拟仿真软件 电烙铁,焊锡丝,吸抢,操作台。
四、设计方案和思路
设计目标为3mV~100V分十挡,频率范围12Hz-60kHz.测量误差小于1%。输入端用二刀十一位波段开关作量程选择,输入阻抗为300kΩ。第一级放大器选用单运放
LF357H,其增益带宽积GB=20MHz,在100倍的增益下也能保证200kHz(-3dB)的带宽,完全能满足音频范围的要求。第二级运放接成有源检波器、进行AC-DC变换。为了使输入的电压能驱动毫伏表的表头,第三级运放接成10倍放大器.但通过开关K1—2可改变增益。
输入级衰减器只用了五只精密电阻,而不像一般电压表的衰减器,需每一挡位有一个衰减电阻,其原因是减少精密电阻的数量(尤其是低阻值的线绕电阻),以防止输入级的频率特性恶化。但为了达到10挡的量程,用与输入级衰减开关K1—1同轴的增益转换开关K1—2,在10倍率的挡位加入43kΩ电阻以改变末级的增益来获得合适的衰减。
最后的输入电压用满量程1mA的电流表来读数。毫伏表的供电电压为正、负15V双电源供电。
元件选择三只运放均采用金属封装的八脚管,C1、C2选用无极性电容,C2也可用两只10μF电解电容同极性串联代替,图中电阻一律用金属膜电阻.精度为1%的电阻需用数字表精选,30Ω电阻可用多只电阻串、并联得到,尽量不用线绕电阻。输入插座选用音响设备上常见的莲花插座(RCA),测试表笔的导线选用金属屏蔽线,屏蔽层作接地端。
安装与调整本表灵敏度很高,应装在金属机箱内.以避免外部干扰;输入端子与量程开关K1尽量靠近安装,输入电容(0.22μF)和五只衰减电阻直接焊接在开关K1上。电源变压器应安装在距离输入级最远的位置。
电流表刻度盘的绘制一般成品电流表的表盘刻度,都只能用于一种倍率。本表要适应3倍率和10倍率两种刻度。需要重新绘制。步骤如下:1)拆开电流表盖,拆下表盘,测量出表针的长度及整条刻度的弧度(即表针旋转范围.一般为90°)。2)在厚纸上作两条直径约100-200毫米的弧(直径大则制图精度高),弧长与表针旋转角度吻合,将其中一条弧等分为50格(10倍率),另一条等分为30格(3倍串);3)用略大于表盘实际尺寸的打印纸重叠在上述大刻度纸上.圆心重合,用透明直尺按大刻度在弧上画出刻度。4)将绘出的刻度帖合到表盘上,注意圆心要严格重合,纸和表盘间不能有空气。用刻刀裁去表盘周边多余的纸。最后将表盘纸面快速掠过酒精灯火焰几次,烧掉纸面飞起的“毛”,以免妨碍表针运动。若用电脑绘图,则可省去步骤2、3。5)把表盘装回电流表.注意调整好表盘两边表针限位簧的位置。

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