数控直流电流源设计报告
数控直流电流源设计报告

数控直流电流源作品功能简介:在电子作品的设计、应用或测试中,一个稳定、精度高的电源尤为重要,为直流电源的应用更是广泛。
本作品就是为其它设计的应用或测试提供一个稳定性高、精度高的直流电流源。
本组的作品的设计方向就是稳定性高、精度高、纹波小、驱动能力强。
本作品有两个个主要功能:功能一:输出20到2000mA的稳定电流,并且步进值可调(1mA、5mA、10mA、100mA)。
功能二:可实时测试并显示负载上的电流值。
功能三:有相应的提示功能。
(一) 方案论证与比较从控制论的角度来看,某一系统要达到较高的控制精度,必须采用闭环控制。
闭环的电流控制系统可以由如下的原理框图来表示:由上述原理框图可以知道,数控直流电流源的设计主要考虑三个方面的问题:电流控制器设计、功率放大电路设计和电流检测方法。
此外,从电子系统设计的角度,还需考虑系统电源的设计。
1.电流控制器设计电流控制可以有多种方案,如基于PWM 技术的开关电源方案、基于模拟器件的模拟反馈压控方案、以及基于微控制器的数字反馈数控方案。
方案一:基于PWM 技术的开关电源方案。
通过PWM 技术来调节开关电源的电压输出,控制PWM 信号的调制脉宽就可以控制输出电压,从而达到控制输出电流的目的。
该方案适合要求高功率输出的交流系统,同时电源效率上具有很大的优势,但是开关电源必然引入纹波噪声,在高精度要求的直流系统中,对滤波电路的要求非常高,难以实现。
题目对电流精度及纹波要求很高,该方案难以胜任。
方案二:基于模拟器件的模拟反馈压控方案。
该方案采用三极管或集成运放,组成电流串联负反馈电路,三级管或运放工作在深度负反馈状态下,具有良好的压控恒流特性。
典型的电路结构如图2所示。
图2中,Re 相当于取样电阻,输出R L 上的电流通过Re 在运放的输入端形成负反馈,由运放的虚短虚断,忽略三极管的基极电流,则可得到输出电流I L 的表达式:图2 模拟反馈压控方案典型电路I L =Vi / Re ⑴ 此方案实质上是由模拟器件作为了控制器,调节速度快,系统的跟随性好,即动态性能优越;但是,由于模拟器件固有的非线性特性,式⑴的精确度受到影响,电流控制稳态图1 闭环电流控制系统原理框图性能不够良好。
实习简易数控直流电源设计报告

2信息科学与技术学院电子综合设计报告项目名称:简易数控直流电源指导老师:组号: 3成员:简易数控直流电源摘要本课程设计主要使用集成555定时器、CPLD器件EPM570、运算放大器LM324、稳压管等器件,运用数模混合电路及可编程器件制作输出电压范围为0~9.9V、步进0.1V的两位数码管显示的可控数字直流电源。
本设计包括以下四部分:1 时钟部分:以555为核心组成,为CPLD部分的可逆计数器提供时钟脉冲。
2 电源部分:为设计中各个芯片等电路中各个部分提供电源。
3 CPLD部分:包括核心控制部分、BCD转二进制和BCD转7段译码显示三部分,分别实现“+”、“-”、“置数”控制,0~99的二进制输出,译码显示功能(针对共阴极数码管)。
4 D/A转换及扩流部分:将数字信号转换为模拟信号,然后经过扩流电路实现所需要的电压及电流的输出(输出电压范围0~9.9V,步进0.1V,电流500mA)。
一、方案设计1.设计要求(1)基本要求1)输出电流:500mA。
2)输出:0~9.9V,步进0.1V,纹波电压<10mV。
3)数字显示电压值。
4)由“+”、“-”键控制输出电压增减。
5)自制直流文稳压电源。
(2)提高部分1)输出电流1A。
2)纹波电压<10mA。
4)可预置电压值。
5)显示值和输出可快速连续增减。
3)禁止0.0→9.9和9.9→0.0跳变。
2. 设计思路根据设计要求及方案图所显示的结构及功能,此次设计我们主要使用555定时器、CPLD器件EPM570、运算放大器、简易变压器、稳压器等器件,运用数模混合电路制作输出电压范围为0~9.9V、步进0.1V的两位数码管显示的可控数字直流电源。
下图所示为本设计总体方案的结构框图:BCD---7段译码器二进制--BCD转换供电数码管时钟本次设计中我们将总体方案分以下几个部分分别实现:1 电源部分电源部分的主要功能是为设计中运放、EPM570,DAC0832、555以及电路中某些部分提供电源。
简易数控直流源-制作报告.doc

简易数控直流源设计制作报告郑冰环 0805070134 赵晨 0805070116 陈兵 0805070127指导老师:干开峰张为堂摘要:本课题设计在稳压直流电源的基础上,通过AT89S52单片机作为主控制器对稳压直流源进行简单易操作的数字控制。
设计通过键盘输入进行电压预置,经由单片机处理输出数字信号,通过DAC0832 D/A转换器将数字量转变成模拟量,再经过功率输出网络电路,对电流电压进行一定倍数放大成满足需求的电量输出。
最后通过三位半A/D转换器DH7107驱动一组数码管组成一只简易数字电压表对输出电压显示。
系统采用单片机作为控制器,具有速率高,功效高等优点。
关键字:单片机数控电流源 D/A转换一、设计思路1.1 题目理解与分析题目要求设计制作一个简易的数控直流电源系统,来实现输出电压范围0~9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV和输出电流大于等于500mA,要求输出电压值用数码管显示,由“+”“-”两键分别控制输出电压步进增减,自制输出±15V、+5V稳压直流电源。
发挥部分为可输出电压预置在0~9.9V之间的任意一个值,用自动扫描代替人工按键,实现输出电压步进0.1V变化,扩展输出电压种类,如三角波等。
1.2 简易数控直流源系统设计思路根据题目理解,系统分为控制部分和功能部分。
系统部分包括主控制器、D/A 转换和A/D转换;功能部分分为按键部分、显示部分和电流放大部分。
系统设计方案框图如下图1.2.1所示。
图1.2.1 简易数控直流电源设计方案图二、方案选择与论证2.1 主控制模块论证方案一:采用凌阳系列单片机作为主控制器凌阳单片机是基于SOC的新型的数/模混合的系统级芯片。
在一个芯片内集成了单片机数据采集或控制系统所需的模拟和数字外设及其它功能部件。
其系统芯片具有集成度高、数/模混合、功能全、低功耗、低电压和易于开发等特点。
另外,凌阳单片机还增加了适合于DSP的某些特殊指令;有些系列的单片机还嵌入了LCD控制/驱动和双音多频发生器功能。
数控直流恒流源设计报告

数控直流恒流源设计报告本系统以直流电流源为核心,AT89s52单片机为主控制器,通过键盘来设置直流电源的输出电流,设置步进等级可达1mA,并可由液晶显示电流设定值和实际输出电流值。
本系统由单片机程控设定数字信号,经过D/A转换器(tlv5618)输出模拟量,再经过运算放大器隔离放大,控制输出功率管的基极,随着功率管基极电压的变化而输出不同的电流。
单片机系统还兼顾对恒流源进行实时监控,输出电流经过电流/电压转换后,通过A/D转换芯片,实时把模拟量转化为数据量,再经单片机分析处理,通过数字量形式的反馈环节,使电流更加稳定,这样构成稳定的压控电流源。
实际测试结果表明,本系统能有效应用于需要高稳定度的小功率恒流源的领域关键字压控恒流源智能化电源闭环控制设计任务与要求1.1设计任务设计并制作一个数控直流电流源。
输入的交流电压220~240V,50Hz;输出的直流电压≤10V。
其原理示意图1如下所示。
图1 设计任务示意图1.2技术指标基本要求:(1)要求电压输出范围:200~2000mA;(2)可设置并输出电流给定值,要求输出电流和给定电流的偏差的绝对值≤给定值的1%+10mA;(3)具有“+”、“-”步进调整功能,步进≤10mA;(4)改变负载电阻,输出电压在10V以内变化时,要求输出电流的变化的绝对值≤ 输出电流的1%+10mA;(5)纹波电流≤ 2mA;(6)自制电源。
发挥部分:(1)输出电流范围为20~2000mA,步进为1mA;(2)设计、制作测量并显示输出电流的装置(可同时或交替显示电流的给定值或实测值),测量误差的绝对值≤测量值的0.1%+3个字;(3)改变负载电阻,输出电压在10V以内变化时,要求输出电流变化的绝对值≤ 输出电流的0.1%+1mA;(4)纹波电流≤0.2mA;(5)其他。
2.方案比较与论证2.1.1各种方案比较与选择方案一:采用中小规模集成电路构成的控制电路。
由三段可调式集成稳压器构成的恒流源。
数控直流电流源的设计

数控直流电流源的设计1.设计思路本设计以ATmega16L为核心,通过A/D、D/A转换、V/I转换及独特的算法实现高精度的,电流输出范围为20mA~2000mA的数控直流电流源。
该电流源具有电流可预置,1mA步进,同时显示给定值和实测值等功能。
2.方案设计2.1控制器模块方案利用ATmega16L单片机将电流步进值或设定值通过换算由D/A转换,驱动压控恒流源电路实现电流输出。
输出电流经处理电路,作A/D转换反馈到单片机系统,通过补偿算法调整电流的输出,以此提高输出的精度和稳定性。
D/A转换器选用12位优质D/A转换芯片 TLC5618,直接输出电压值,且其输出电压能达到参考电压的两倍,A/D转换器选用高精度16位模数转换芯片AD7705。
2.2显示器模块方案采用19264D汉字图形点阵液晶显示模块同时显示电流给定值和实测值。
使用LCD显示。
LCD具有轻薄短小,可视面积大,方便的显示汉字数字,分辨率高,抗干扰能力强,功耗小,且设计简单等特点。
2.3键盘模块方案采用标准4X4键盘,此类键盘采用矩阵式行列扫描方式,优点是当按键较多时可降低占用单片机的I/O口数目,而且可以做到直接输入电流值而不必步进。
2.4压控电流源模块方案精密压控电流源是本数控电流源的关键之所在,针对设计要求和使用需求、结合设计思路,精密电流源模块必须具备以下指标:纹波小于2mA,误差小于0.1%,具有低的输出失调。
基于稳定性要求和以上考虑,电流源电路选择了经典的压控电流源电路,它负责与后级扩流模块连接,用电压控制后者,而使用电流反馈,这样可以保证有足够高的精度。
该部分采用了高性能、低温漂、低失调的运算放大器OP77和精密元件组成,保证性能指标的良好发挥。
2.5扩流模块方案为了克服传统扩流电路在高精度、高稳定性要求下的缺陷,追求一种精度高、稳定性好、对前级影响小的扩流电路,受到S类功率放大器的启发,本设计率先把S类放大器优秀的电压跟随器原理引入电流源电路之中。
简易数控直流电源设计的报告

简易数控直流电源数控直流电源是一种常见的电子仪器,广泛应用于电路,教学试验和科学研究等领域。
目前使用的可控直流电源大部分是点动的,利用分立器件,体积大,效率低,可靠性差,操作不方便,故障率高。
随着电子技术的发展,各种电子,电器设备对电源的性能要求提高,电源不断朝数字化,高效率,模块化和智能化发展。
以单片机系统为核心而设计的新一代——数控直流电源,它不但电路简单,结构紧凑,价格低廉,性能优越,而且由于单片机具有计算和控制能力,利用它对数据进行各种计算,从而可排除和减少模拟电路引起的误差,输出电压和限定电流采用数输入采用键盘方式,电源的外表美观,操作使用方便,具有较高的使用价值。
关键词:数控直流电源单片机ABSTRACTNumerical control dc power is a common electronic instrument, is widely used in the circuit, the teaching experiment and scientific research, etc. Current use of controlled most of the dc power supply is the point start, the use of the device division, big volume, low efficiency, poor reliability, operation convenience, not high failure. With the development of electronic technology, various kinds of electronic, electrical equipment to improve the performance requirements of power, the power supply, high efficiency, the constant digital modular and intelligent development. Based on the single chip computer system as the core and the design of a new generation of numerical control dc power, it-not only circuit is simple, compact structure, the price is low, superior performance, and because the single-chip microcomputer with the calculation and control ability, use it for data, so as to eliminate all kinds of calculation and reduce the error caused by the analog circuit, output voltage and current limit the number of the keyboard input way, the power supply appearance, convenient in operation, has higher application value.Key words:Numerical control dc power Single-chip microcomputer第一章设计任务与要求 (1)1.1 基本功能 (1)1.2扩展与创新 (1)第二章系统方案 (2)2.1直流稳压电源 (2)2.2 总设计方案 (2)第三章系统硬件设计 (5)3.1 数控部分 (5)3.2 稳压输入部分 (7)第四章软件设计 (9)4.1 软件设计流程图 (9)第五章测试结果及结果分析 (11)5.1 系统功能测试 (11)5.2 系统指标测试 (11)5.3 系统误差分析 (12)致谢 (13)参考文献 (14)附录 (15)第一章设计任务与要求1.1基本功能(1)输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV;(2)输出电流:500mA;(3)输出电压值由数码管显示;(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减;(5)为实现上述几部件工作,自制一稳压直流电源,输出±15V,+5V。
数控直流电流源设计与总结报告

数控直流电流源设计与总结报告摘要:本系统以直流电流源为核心,MSP430F149单片机为控制系统,输出数字信号,经过D/A转换器(TLV5638)输出模拟量,将实际值输出到单片机,由单片机进行比较调整,控制电流输出。
通过键盘来设置直流电源的输出电流,设置步进等级可为1mA,并可由1602液晶显示实际输出电流值和电流设定值。
由于使用了电流采样反馈调整控制技术,输出电流误差范围±5mA,输出电流可在20mA~2000mA范围内任意设定。
实际测试结果表明,本系统输出电流稳定,不随负载和环境温度变化,并具有很高的精度,因而可实际应用于需要高稳定度小功率恒流源的领域。
关键词:恒流源MSP430F149 OP07 IRF540NAbstract: This system to direct current source as the core, MSP430F149 microcontroller as control system, digital signal output, through D/A converter (TLV5638) output analog, through the keyboard to set the dc power output current step level, set up to 1 mA, and can be made of 1602 LCD tube show the actual output current value and current value. The actual test results show that the system output current stability, not with the load and environmental temperature change, and has a high precision, and can be used in need high stability small power constant current source fields. By sampling will the actual value to the output of microcomputer chip, comparison, adjust the control current output. Using the current feedback control technology, adjust the sampling error of plus or minus 5 output current range, the output current mA in 20 mA ~ 2000 mA range set arbitrary, the system has good reliability, the advantages of high precision.Keyword: CCONSTANT CURRENT SOURCE;MSP430F149;OP07 ;IRF540N目录1方案设计与论证 (3)1.1 整体设计要求 (3)1.2 控制部分方案比较和选择 (3)1.3 恒流源模块方案比较和选择 (3)2 系统设计 (6)2.1 总体设计 (6)2.2 各单元模块功能介绍及电路设计 (6)2.2.1 数据采集处理模块 (6)2.2.2 恒流源模块 (7)2.2.3 数模DAC模块 (8)2.3 特殊器件的介绍; (9)3 软件设计 (9)3.1 设计思路 (9)3.2 软件流程图 (10)4 系统测试 (11)4.1 测试方法 (11)4.2 测试结果 (11)4.3 结果分析 (14)5 结论 (14)参考文献 (15)附录: (15)附1:元器件明细表: (15)附2:仪器设备清单 (15)附3:电路图图纸 (16)附4:程序清单 (17)1方案设计与论证1.1 整体设计要求根据要求恒流源系统由如下几部分组成(如图1所示):图1 要求系统设计框图1.2 控制部分方案比较和选择对于控制电路部分有以下三种方案来实现:方案1:采用中小规模集成电路构成的控制电路。
数控直流源的设计

简易数控直流电流源摘要基于STC89C52单片机作为整机的控制单元,通过功率放大电路、ICL7107电压测量等设计实现了一个简易数控直流电源。
其电压可预置,步进为0.1V,输出电压范围 0—9.9V。
输出电流为500mA。
步进调节输出电压幅度、预置电压和实测电压均可通过数码管显示。
本系统调整速度快,效率高,通用,输出纹波小等优点。
关键字:数控直流源步进加减功率放大数码管显示1引言在常规电路中,我们一般使用普通的自制电源。
输出电压V 15 。
然而却没有数码显示、电压预置和步进增减功能。
基于此,我们本次设计一个直流电流源。
该电源设计满足以下基本要求:(1)输出电压:范围0-9.9V ,步进0.1V 。
纹波不大于10mV ;(2)输出电流:500mA ;(3)输出电压值由数码管显示;(4)由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减;(5)为实现上述几部件工作,自制一稳定直流电源,±15V 、± 5V 输出。
系统的设计框图如图1所示图(1)总体设计框图2方案设计2. 系统设计2.1设计思路采用单片机作为控制器的简易数控直流电源设计方案框图如图一所示。
STC89C52完成系统的数控功能。
运放电路为功率放大单元的输入级,通过OTL 电路进行功率放大。
ICL7107和数码管为实际电压测量的反馈单元,为了达到设计的要求,我们需进行功率放大和显示电压。
本次设计的关键在于对DAC0832的控制和ICL71017的应用。
2.2方案比较与选择通过以上分析我们拟定如下方案:方案一:此方案采用传统的调整管方案,主要采用一套计数器完成系统的控制功能,其中二进制计数器的输出经过D/A变换后去控制误差放大的基准电压,以控制输出步进。
十进制计数器通过译码后驱动数码管显示输出电压值,为了使系统工作正常,必须保证双计数器同步工作。
从而,难以控制单片机。
方案二:此方案的控制部分采用STC89C52单片机,输出部分采用ICL7107与数码管结合。
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数控直流电流源设计报告数控直流电流源一、设计任务和技术要求1.设计一个数控直流电流源。
2.输出电流0~99mA,手动步进1mA增、减可调,误差不大于0.01mA。
3.具有输出电流大小的数码显示。
4.负载供电电压+12V,负载等效阻值100Ω。
5.电路应具有对负载驱动电流较好的线性控制特性。
6.设计电路工作的直流供电电源电路。
二、系统原理概述本设计要求设计出一个数控的直流电源,并且输出电流为0~99mA,可以手动控制增减。
在此采用数模转换的原理,只要产生与0~99mA电流相对应的数字量(我们取数字量为0~99),再使用D/A转换器转换为模拟电压量,最后再用V/I转换器将电压量转换为与电压量相对应的电流量即可。
为控制输出电流手动步进为1mA增、减可调,我们只要保证数字量(0~99)——电压量(0~9.9V)——电流量(0~99mA)相对应,通过控制数字量手动增减步进为1可调即可。
综上,整个系统的原理框图如图一所示:三、 方案论证1. 直流稳压电源电路单元小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成。
如图二所示:图二 稳压电源组成示意图方案一:输出可调的开关电源开关电源的功能元件工作在开关状态,因而效率高,输出功率大;且容易实现短路保护与过流保护,但是电路比较复杂,设计繁琐,在低输出电压时开关频率低,纹波大,稳定度极差,因此在本设计中不适合此方案。
方案二:由固定式三端稳压器组成图一 系统原理框图由固定式三端稳压器(7805、7812、7912)输出脚V0、输入脚V i和接地脚GND组成,它们的输入端接电容可以进一步滤波,输出端接电容可以改善负载的瞬间影响,并且此电路也比较稳定,实现简单。
因此在此采用方案二,电路原理图如图三所示:图三固定三端式直流稳压电源电路2.手动增减数字量产生单元方案一:74LS163为可预置的4位二进制同步加法计数器。
采用两片74LS163运用反馈清零或者反馈置数法构成十进制计数器,再将两片73LS163构成2位十进制加法计数器。
电路结构较为简单,实现方便,电路图如图四所示。
但由于要求电流值增、减可调,而此方法只实现增可调,减可调无法实现,所以不采用此方案。
图四 74LS163数字量产生电路方案二:74LS192是同步十进制可逆计数器,使用它可以很容易的产生可加可减的十进制数字量。
因此此模块采用两片74LS192来产生两位十进制数字量,再通过按键控制电路来控制数字量的加或者减。
电路原理图如图五所示:图五 74LS192数字量产生电路3.数码显示单元CC4513是一种BCD七段显示译码器、驱动器,它可以把BCD码直接译成七段码,并输出驱动七段显示数码管来显示0~9十进制数码。
同时具有消隐输入、锁存以及试灯功能。
由于CC4513输出七段码为高电平有效,所以我们必须选用共阴数码管,并且数码管要采用相应的限流措施。
这里可以有两种限流方式:1)每笔段串电阻限流,如图六(a)所示,此种方式连接电阻较多,因此较之第二种线路较复杂,但具有显示亮度均匀的优点。
2)公共端串电阻限流,如图六(b)所示。
此种方式线路连接简单,但显示亮度不均匀,显示不同数值时亮度会有所变化。
因此我们不采用此方式。
(a)(b)图六限流方式示意图综上,采用CC4513的数码显示电路如图七所示:图七数码显示单元电路4.D/A转换单元电路DAC0832是采用先进的CMOS/Si-Cr工艺制造而成的双列直插式电流输出型八位数-模转换器。
其内部电路为R-2R倒T形电阻转换网络,在数字量的作用下,转换网络通过对基准电流的分流作用,转换成对应于输入数字量的模拟(电流)量输出,从而完成D/A转换。
方案一:使用一片DAC0832对前面数字量产生电路所产生的8位数字量进行转换,此方案简单快捷,电路图如图八所示。
但是由于前面所产生的数字量为2位十进制数字量(即BCD编码的8位数字量),并非是8位二进制数字量,所以经由DAC0832转换得到的模拟量并非线性的,会产生跳跃,无法满足题目的第五点要求:电路应具有对负载驱动电流较好的线性控制特性。
图八 D/A转换单元电路(单片DAC0832)方案二:采用两片DAC0832对前面所产生数字量的高4位和低4位分别转换,然后再经由信号放大处理,使用加法器对转换得到的两个模拟电压值进行相加运算,从而得到所要求的电压值。
此种方案在达到题目的要求的前提下,电路较为简单,实现起来也比较容易。
因此我们采用此种方案。
最终的D/A转换单元电路如图九所示:图九 D/A转换单元电路(两片DAC0832)5.V/I转换器将一个电压源信号线性地转换为电流源信号,在仪器仪表及自动化系统设计中经常会遇到。
有很多技术资料介绍了各种各样的电压电流转换器(V/I 转换器),各有特色。
对这种电路的基本要求是:1. 输出电流与输入电压成正比;2. 输出电流为恒流源。
即当负载电阻在规定范围内变化时,输出电流保持不变,;3. 输出电流对电源变化、环境温度等的变化不敏感。
方案一:如图十(a )所示,运放的负反馈条件成立,故“虚短路”概念成立。
同相端电压:V U =+,反相端电压:RS I U ⨯=-,虚短路:-+=U U ⇒ RS I V ⨯=⇒RSVI =。
可见负载电流I 与V 成正比,且与负载RL 无关。
运放我们采用意法半导体公司的TS982,它的输出电流在100mA ~200mA 之间,完全能够满足要求。
方案二:如图十(b )所示,在(a )的基础上稍加修改,使用三极管S8050进行扩流,则输出电流I 主要决定于三极管的输出电流,S8050的输出电流最大有1.5A ,完全满足使用要求。
运放考虑到前面D/A 转换电路中使用到5个运放需用到两片LM324,而一片有4个,所以前面有多余的运放未使用,为节约成本,这里就可以使用前面LM324上多余运放。
由于TS982运放并不常见,所以在这里我们选用方案二。
(a ) (b )图十 V/I 转换器四、 参数计算1. D/A 转换单元——电路如图九所示fb R 为DAC0832的内部电阻,R 为DAC0832内部2R R -电阻网络的阻值,1f R 为电阻1R 与可调电阻1p R 的串联阻值,2f R 为电阻2R 与可调电阻2p R 的串联阻值。
15fb R R K ==Ω,1) 71102256fb f i REF i i R R V V D R =+=-•••∑ 取10.9V V =,5REF V V =,729iii D =•=∑,则计算得161.8f R K =Ω所以我们可以取150R K =Ω,120p R K =Ω2) 72202256fb f i REF i i R R V V D R =+=-•••∑ 取29V V =,5REF V V =,729iii D =•=∑,则计算得2753f R K =Ω所以我们可以取2700R K =Ω,2100p R K =Ω3) 运算放大器3A 与电阻3R ,4R ,5R 组成加法电路,输出电压计算公式为:551234o R RV V V R R -=•+• 当345R R R ==时,有关系式:12o V V V -=+ 所以我们可以取34510R R R K ===Ω2. V/I 转换单元——电路如图十(b )所示运放的负反馈条件成立,故“虚短路”概念成立。
同相端电压:V U =+; 反相端电压:S U I R -=⨯;虚短路:-+=U U ⇒ S V I R =⨯⇒ SV I R =。
可见负载电流I 与V 成正比,且与负载L R 无关。
我们取9.9V V =,99I mA =,所以计算得100S R =Ω。
五、 元器件清单、调试用仪器设备清单六、附录——总原理图数控直流电流源设计报告图五 74LS192数字量产生电路3.数码显示单元CC4513是一种BCD七段显示译码器、驱动器,它可以把BCD码直接译成七段码,并输出驱动七段显示数码管来显示0~9十进制数码。
同时具有消隐输入、锁存以及试灯功能。
由于CC4513输出七段码为高电平有效,所以我们必须选用共阴数码管,并且数码管要采用相应的限流措施。
这里可以有两种限流方式:1)每笔段串电阻限流,如图六(a)所示,此种方式连接电阻较多,因此较之第二种线路较复杂,但具有显示亮度均匀的优点。
2)公共端串电阻限流,如图六(b)所示。
此种方式线路连接简单,但显示亮度不均匀,显示不同数值时亮度会有所变化。
因此我们不采用此方式。
(a)(b)图六限流方式示意图综上,采用CC4513的数码显示电路如图七所示:图七数码显示单元电路4.D/A转换单元电路DAC0832是采用先进的CMOS/Si-Cr工艺制造而成的双列直插式电流输出型八位数-模转换器。
其内部电路为R-2R倒T形电阻转换网络,在数字量的作用下,转换网络通过对基准电流的分流作用,转换成对应于输入数字量的模拟(电流)量输出,从而完成D/A转换。
方案一:使用一片DAC0832对前面数字量产生电路所产生的8位数字量进行转换,此方案简单快捷,电路图如图八所示。
但是由于前面所产生的数字量为2位十进制数字量(即BCD编码的8位数字量),并非是8位二进制数字量,所以经由DAC0832转换得到的模拟量并非线性的,会产生跳跃,无法满足题目的第五点要求:电路应具有对负载驱动电流较好的线性控制特性。
图八 D/A转换单元电路(单片DAC0832)方案二:采用两片DAC0832对前面所产生数字量的高4位和低4位分别转换,然后再经由信号放大处理,使用加法器对转换得到的两个模拟电压值进行相加运算,从而得到所要求的电压值。
此种方案在达到题目的要求的前提下,电路较为简单,实现起来也比较容易。
因此我们采用此种方案。
最终的D/A转换单元电路如图九所示:图九 D/A转换单元电路(两片DAC0832)5.V/I转换器将一个电压源信号线性地转换为电流源信号,在仪器仪表及自动化系统设计中经常会遇到。
有很多技术资料介绍了各种各样的电压电流转换器(V/I 转换器),各有特色。
对这种电路的基本要求是:1. 输出电流与输入电压成正比;2. 输出电流为恒流源。
即当负载电阻在规定范围内变化时,输出电流保持不变,;3. 输出电流对电源变化、环境温度等的变化不敏感。
方案一:如图十(a )所示,运放的负反馈条件成立,故“虚短路”概念成立。
同相端电压:V U =+,反相端电压:RS I U ⨯=-,虚短路:-+=U U ⇒ RS I V ⨯=⇒RSVI =。
可见负载电流I 与V 成正比,且与负载RL 无关。
运放我们采用意法半导体公司的TS982,它的输出电流在100mA ~200mA 之间,完全能够满足要求。
方案二:如图十(b )所示,在(a )的基础上稍加修改,使用三极管S8050进行扩流,则输出电流I 主要决定于三极管的输出电流,S8050的输出电流最大有1.5A ,完全满足使用要求。