直流可變毫伏電壓發(fā)生器的制作

1、直流可變毫伏電壓發(fā)生器的制作在現(xiàn)代工業(yè)中， 不僅儀表的使用得到廣泛應(yīng)用， 微電壓采樣 監(jiān)控也成為自動化控制中不可缺少的重要環(huán)節(jié)， 那么如何得到一 個毫伏級電壓對儀表的表頭進行整定， 及模擬控制電路中的采樣 電壓，對監(jiān)控電路的靈敏進行測試，就是很有必要的。一、總體思路用電池產(chǎn)生一個直流電源通過 MC34063升壓至一個穩(wěn)定值了，用一個固定電阻與一個精密電位器分壓出一個毫伏級電壓后 送運算放大器進行放大后輸出并由數(shù)字表進行顯示， 。實物如圖 1-1 所示：二、電源的產(chǎn)生想要得到一個方便、 實用的毫伏級電壓發(fā)生器， 首先要解決 的是要有一個穩(wěn)定的電壓源， 用四節(jié)五號電源能夠得到一個相對 穩(wěn)定的電源，

2、但是電池電壓會隨著使用次數(shù)的增加而慢慢降低， 使得精確度不斷發(fā)生變化，在這可以增加一個升壓式開關(guān)電源， 使得電池在萬耗盡前都能保證提供一個穩(wěn)定的電壓，采用MC34063開關(guān)電源升壓電路， MC34063是一種開關(guān)型高效 DC/DC 變換集成電路。內(nèi)設(shè)置有大電流的電源開關(guān)， 34063能夠控制的 開關(guān)電流達到 1.5A ；它的內(nèi)部含有具有溫度補償?shù)幕鶞孰妷涸础?比較器、 具有限電流電路的占空比可控的振蕩器、 驅(qū)動器和大電 流輸出開關(guān)管。 參考電壓源是溫度補償?shù)膸痘鶞试矗?振蕩器的振蕩頻率由 3 腳的外接定時電容決定； 開關(guān)晶體管由比較器反向 輸入端與振蕩器相連的邏輯控制線路置成ON并由與振蕩器

3、輸出同步的下一個脈沖設(shè)置成 OFF。MC34063芯片組成的升壓電路原理圖如圖1-2所示，當芯片內(nèi)的開關(guān)管（T1晶體管）導(dǎo)通時，電源經(jīng)取樣電阻R3電感L1。 芯片MC34063的1腳接二極管CR1后通過電容C3接地，2腳、4 腳則直接接地；此時電感 L1 開始存儲能量，而是由上述電路中 的100uF的電容C3對負載提供能量。當T1開關(guān)管關(guān)斷時，電源 和電感同時給負載和100uF的電容C3提供能量。電感在釋放能 量期間， 由于其兩端的電動勢極性與電源極性相同， 相當于兩個 電源相串聯(lián)， 因而負載上得到的電壓高于電源電壓。 開關(guān)管導(dǎo)通 與關(guān)斷的頻率稱為芯片的工作頻率， 只要芯片的頻率相對負載的 時

4、間足夠高，負載便可以獲得連續(xù)的直流電壓。 LM358構(gòu)成的比 較器對輸入電源電壓進行比較，用來指示電池組電壓低于 3.5V 時，指示燈不亮。三、電源調(diào)節(jié)與驅(qū)動利用電阻分壓原理，從 5V直流電源上分壓出毫伏級電壓， 電路原理圖如圖1-3所示，R10 （56K歐）與R11（ 1K歐）串聯(lián) 后在R11（ 1K歐）上并一個RP1（ 1K歐）的精密電位器，現(xiàn)實信 號從 0 毫伏到 44.2 毫伏的可變電壓，將得到微弱的信號送到運 算放大器的正向比較端（ 5 腳），把運算放大器正向放大電路， R9與R12為2K歐姆，運放的放大倍數(shù)為 2倍，那么運放的輸出（7腳）就可以得么一個 0 毫伏到 88.4 毫伏的

5、可調(diào)電壓，如果 在R12的兩端并上一個2K歐姆的，使運放的放大倍數(shù)提高到3,那么運放的輸出（ 7 腳）就可以得到一個 0毫伏到 132.6 毫伏的 可調(diào)電壓。直流經(jīng)電阻分壓出來的毫伏電壓經(jīng)過放算放大器后不 僅擴展了信號范圍，還使驅(qū)動能大大的得到提高。四、信號指示指示部分采用 ICL7107 集成電路， ICL7107 是目前廣泛應(yīng)用 于數(shù)字測量系統(tǒng)， 是一種集三位半轉(zhuǎn)換器段驅(qū)動器位驅(qū)動器于一 體的大規(guī)模集成電路， 能夠直接驅(qū)動共陽極數(shù)字顯示器， 夠成數(shù) 字電壓表， 此電路簡潔完整， 它采用的是雙積分原理完成 A/D 轉(zhuǎn) 換，全部轉(zhuǎn)換電路用 CMO大規(guī)模集成電路設(shè)計。芯片第一腳是 供電，正確電壓

6、時 DC5V剛好滿足MC34063升壓后的電壓值。 同時 ICL7107 芯片數(shù)字電壓表具有以下九大特點： 1. 顯示數(shù)據(jù) 直觀，度數(shù)準確。 2. 準確度高。 3. 分辨率高。 4. 測量范圍寬。 5. 擴展能力強。 6. 測量速率高。 7. 輸入阻抗高。 8. 集成度高， 微功耗。ICL7107 數(shù)字電壓表的設(shè)計電路如圖 1-4（附后）所示，芯 片內(nèi)部主要包括 8 個單元：（ 1 ）時鐘振蕩器， （ 2）頻分器；（ 3） 計數(shù)器；（ 4）鎖存器； （ 5）譯碼器；（ 6）異或門相應(yīng)為驅(qū)動 器；（7）控制邏輯；（8）LCD顯示器。時鐘振蕩器由ICL7106 內(nèi)部相反器F1、F2以及外部阻容元件

7、 R4 C1組成。若取R4為 100 千歐， C1 為 101 ，則測量速率約為 2.5 次每秒。我們要產(chǎn)生的電壓范圍是 0-135mV,可以把ICL7107設(shè)計成 0-199.9mV檔，所以芯片27, 28, 29引腳的元件數(shù)值，它們是 0.22皮法、47K、0.47皮法阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個元件屬于芯片工作 的積分網(wǎng)絡(luò), 不能使用磁片電容。 芯片的 33 和 34 腳接的 0.1 皮 法電容也不能使用磁片電容。芯片第一腳是供電,正確電壓是 DS5V第36腳是基準電壓，正確數(shù)值是 100mV第26引腳是負 電源引腳，正確電壓數(shù)值是負的，在-3V至-5V都認為正常，但是不能是正電壓,也不能是零電壓。

8、芯片第 31 引腳是信號輸入 引腳，可以輸入正、負199.9mV的電壓，在一開始，可以把它接 地,造成 0 信號輸入,以方便測試。芯片的電源地是 21 腳,模 擬地是 32 腳,信號地是 30 腳,基準地是 35 腳,通常使用情況 下,這 4 個引腳都接地。負電壓產(chǎn)生電路：負電壓電源可以從電 路外部直接使用 7905 等芯片來提供,但是這要求供電需要正負 電源，通常采用簡單方法，利用一個+5V供電就可以解決問題。比較常用的方法是利用ICL7660或者是NE555等點錄來得到。這 樣需要增加硬件成本。我們用一只 NPN三極管，兩只電阻，一個 電感來進行信號放大，把芯片38腳的真當信號串接一個 4

9、7K電阻連接到三極管B極，在三極管C極串接一個電阻（為了保護） 和一個電感 （提高交流放大倍數(shù)） ,在正常工作時, 三極管的 C 極電壓為 2.4V 到 2.8V 為最好。 這樣, 在三極管的 C 極有放大 的交流信號，把這個信號通過2只4u7電容和2支1N4148二極管。構(gòu)成倍壓整流電路,可以得到負電壓供給 ICL7107 的 26 腳 使用。這個電壓，最好是在-3.2V到-4.2V之間。如果上面的所有連接和電壓數(shù)值都是正常的，也沒有 短路或者 開路 故障，那么，電路就應(yīng)該可以正常工作了。利用一個 電位器和指針萬用表的電阻 X1擋，我們可以分別調(diào)整出 50mV 100mV 190mV三種電壓來，把它們依次輸入到ICL7107的第31腳，數(shù)碼管應(yīng)該對應(yīng) 50.0 、1000.0、190.0 的數(shù)值，允許有 2- 3 個字的誤差。如果差別太大，可以微調(diào)一下VR1來改變36腳的電壓。a5g5、a6g6、a6g6、bc8分別為個位、十位、百 位、千位的筆段驅(qū)動端，接至LCD的相應(yīng)筆段電極。千位 b、c段在LCD內(nèi)部連通。當計數(shù)值 N1999時顯示器溢