系統(tǒng)設(shè)計(jì)講稿

電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電工電子教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心楊拴科一、基本要求二、教學(xué)方法三、電子系統(tǒng)概述四、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法與步驟五、電子電路安裝六、電子電路調(diào)試技術(shù)七、電子電路抗干擾八、設(shè)計(jì)舉例電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、基本要求綜合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)等課程所學(xué)的理論知識(shí)來(lái)獨(dú)立完成一項(xiàng)切合工程實(shí)際的設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)一項(xiàng)具體任務(wù)鍛煉設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試電子電路的技能。通過(guò)總結(jié)交流，培養(yǎng)撰寫(xiě)科技報(bào)告、科技論文的能力。二、教學(xué)方法選題方案選擇（工具、電路結(jié)構(gòu)、性?xún)r(jià)比等）單元電路設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試撰寫(xiě)設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告的具體要求：

設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)任務(wù)（具體要求）方案論證與選擇總體原理框圖、單元電路圖及其參數(shù)選擇、PCB圖等。系統(tǒng)調(diào)試方法、步驟，技術(shù)指標(biāo)的測(cè)量方法、測(cè)量結(jié)果，誤差分析。收獲、體會(huì)，并提出進(jìn)一步提高性能指標(biāo)的方法或研究方向。三、電子系統(tǒng)概述電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)包括：模擬系統(tǒng)、數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)三、電子系統(tǒng)概述（續(xù)）2.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)四、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法與步驟1.方案論證分析題目要求提出多種原理性方案

擇優(yōu)：滿(mǎn)足要求容易實(shí)現(xiàn)具體方案總體框圖（每個(gè)框可用一個(gè)簡(jiǎn)單電路實(shí)現(xiàn)）例：“數(shù)顯式交流有功電子電能表”的設(shè)計(jì)方案1例：“數(shù)顯式交流有功電子電能表”的設(shè)計(jì)方案2例：“數(shù)顯式交流有功電子電能表”的設(shè)計(jì)方案3四、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法與步驟（續(xù)）2.單元電路設(shè)計(jì)①電路結(jié)構(gòu)選擇：明確單元電路的要求，確定單元電路的性能指標(biāo)；查閱文獻(xiàn)、資料，選擇與本設(shè)計(jì)相近的電路結(jié)構(gòu)，修改部分元器件參數(shù)以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；盡量選擇成熟的電路，也可在相關(guān)基本電路的基礎(chǔ)上設(shè)當(dāng)改進(jìn)、提高或創(chuàng)新設(shè)計(jì)。②元器件選擇原則考慮性能價(jià)格比高的器件。分立與集成器件：一般選擇集成電路芯片，但高電壓、大電流、高頻、寬帶等特殊電路仍要選用分立元件。盡量選用功能模塊電路。四、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法與步驟（續(xù)）2.單元電路設(shè)計(jì)（續(xù)）③電路參數(shù)計(jì)算（也可通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真得到）：器件參數(shù)要留有裕量電阻電容要用系列值盡量減少器件種類(lèi)

3.單元電路之間的級(jí)聯(lián)問(wèn)題①電氣特性的相互匹配：阻抗匹配、線(xiàn)性范圍、負(fù)載能力、高低電平配合等等。②信號(hào)耦合：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光電耦合③時(shí)序配合：分析單元電路中的時(shí)序、畫(huà)出時(shí)序圖，確保電路級(jí)聯(lián)后能正常工作。

4.畫(huà)出總體電路原理圖五、電子電路安裝按功能模塊劃分：數(shù)字、模擬、大功率、小信號(hào)；檢測(cè)、處理、顯示、執(zhí)行等部件。可測(cè)性問(wèn)題：測(cè)試、檢修維護(hù)方便。散熱問(wèn)題：通風(fēng)條件、散熱片等。電磁兼容問(wèn)題安裝布局的原則：六、電子電路調(diào)試技術(shù)調(diào)試方法：先分塊調(diào)試，再整體調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容：靜態(tài)調(diào)試：在無(wú)外加信號(hào)的條件下，測(cè)試各點(diǎn)的電位、高低電平，邏輯關(guān)系等。動(dòng)態(tài)調(diào)試： 調(diào)試信號(hào)幅值、相位關(guān)系、波形、頻率范圍、放大倍數(shù)及時(shí)序邏輯關(guān)系等。六、電子電路調(diào)試技術(shù)3.調(diào)試常用儀器

------萬(wàn)用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器、仿真器、直流電源等4.調(diào)試步驟：①目測(cè)----檢查電路②通電觀察③靜態(tài)調(diào)試

④

動(dòng)態(tài)調(diào)試⑤系統(tǒng)功能及性能指標(biāo)測(cè)試六、電子電路調(diào)試技術(shù)例如：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)試總線(xiàn)檢查、輸出接口檢查：給端口寫(xiě)55H、AAH，觀察每條線(xiàn)上的波形。執(zhí)行循環(huán)程序檢查I/O、RAM、A/D、D/A等電路的片選（/SC）、讀（/RD）、寫(xiě)（/WR）信號(hào)是否滿(mǎn)足時(shí)序要求RAM、A/D、D/A等電路功能測(cè)試

七、電子電路抗干擾常見(jiàn)的干擾源：來(lái)自電網(wǎng)的干擾來(lái)自地線(xiàn)的干擾來(lái)自信號(hào)通道的干擾來(lái)自空間電磁輻射的干擾數(shù)字電路中電源電流的波形uO理想曲線(xiàn)oooiEiEttt

IEH

IEL

UOH

IEL

UOL

IEH實(shí)際曲線(xiàn)t

+VCC(+5V)

R4100

T4DFAB

R14k

R21k

R31k

T2

T1

T3七、電子電路抗干擾2.切斷干擾傳播路徑

：（1）交流電源濾波器七、電子電路抗干擾2.切斷干擾傳播路徑

：（2）許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感,要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。其中L為磁珠，也可用100Ω電阻代替。

七、電子電路抗干擾2.切斷干擾傳播路徑

：（3）如果單片機(jī)的I/O口用來(lái)控制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離。其中L為磁珠，也可用100Ω電阻代替。七、電子電路抗干擾2.切斷干擾傳播路徑

：（4）注意晶振布線(xiàn)。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線(xiàn)把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)，晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問(wèn)題。

七、電子電路抗干擾2.切斷干擾傳播路徑

：（5）電路板合理分區(qū)，如強(qiáng)、弱信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào)。盡可能把干擾源（如電機(jī)，繼電器）與敏感元件（如單片機(jī)）遠(yuǎn)離。

七、電子電路抗干擾2.切斷干擾傳播路徑

：（6）用地線(xiàn)把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數(shù)字地與模擬地要分離，最后接于電源地。A/D、D/A芯片布線(xiàn)也以此為原則，廠家分配A/D、D/A芯片引腳排列時(shí)已考慮此要求。七、電子電路抗干擾2.切斷干擾傳播路徑

：（7）單片機(jī)和大功率器件的地線(xiàn)要單獨(dú)接地，以減小相互干擾。大功率器件盡可能放在電路板邊緣。

七、電子電路抗干擾3.抑制干擾源

：（1）

集成電路芯片的電源對(duì)地加0.01~0.1μF無(wú)極性電容器以減小IC對(duì)電源的影響。注意高頻電容的布線(xiàn)，圖a和圖b的效果相差很大，圖c比圖b的效果更好。圖a的布線(xiàn)增大了電容的等效串聯(lián)電阻，影響了濾波效果。

七、電子電路抗干擾3.抑制干擾源

：（2）繼電器線(xiàn)圈增加續(xù)流二極管，消除斷開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。僅加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開(kāi)時(shí)間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可動(dòng)作更多的次數(shù)。

七、電子電路抗干擾3.抑制干擾源

：（3）在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路，減小電火花影響.七、電子電路抗干擾3.抑制干擾源

：（4）給電機(jī)加濾波電路，注意電容、電感引線(xiàn)要盡量短。（5）布線(xiàn)時(shí)避免90度折線(xiàn)，減少高頻噪聲發(fā)射。

七、電子電路抗干擾3.提高敏感器件的抗干擾性能

（1）布線(xiàn)時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應(yīng)噪聲。

（2）布線(xiàn)時(shí)，電源線(xiàn)和地線(xiàn)要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。

七、電子電路抗干擾3.提高敏感器件的抗干擾性能

（3）對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口，不要懸空，要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。

（4）對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門(mén)狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X25043，X25045等，可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。

（5）在速度能滿(mǎn)足要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字電路。

（6）IC器件盡量直接焊在電路板上，少用IC座。

七、電子電路抗干擾3.提高敏感器件的抗干擾性能

（7）信號(hào)通道干擾的抑制措施利用雙絞線(xiàn)傳輸信號(hào)光電隔離、電磁隔離（8）空間電磁輻射干擾-----------屏蔽八、設(shè)計(jì)舉例1．輸入直流電壓15V，輸出直流電壓在0~9.9V，可利用功能鍵任意設(shè)定，步進(jìn)0.1V；輸出電壓中的紋波分量不大于20mV；最大輸出電流500mA。2．輸出電壓值由數(shù)碼管顯示。3．?dāng)U展輸出電壓種類(lèi)，如三角波、方波、正弦波等。（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源八、設(shè)計(jì)舉例（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源輸出電路方案討論（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源輸出電路方案討論（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源怎樣實(shí)現(xiàn)UX？UX怎樣實(shí)現(xiàn)？當(dāng)n=8時(shí)，Ux在-5V~+4.96V之間變化（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源UX怎樣實(shí)現(xiàn)？（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源數(shù)控部分怎樣實(shí)現(xiàn)？（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源數(shù)控部分怎樣實(shí)現(xiàn)？（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源數(shù)控部分怎樣實(shí)現(xiàn)？（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源數(shù)控部分怎樣實(shí)現(xiàn)？（一）簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源八、設(shè)計(jì)舉例1．濾波器的截至頻率或中心頻率能在00Hz~20kHz設(shè)置。2．濾波器應(yīng)具有低通、高通、帶通的濾波特性，過(guò)渡帶應(yīng)有80dB/10倍頻的變化率（4階）。3．濾波器的輸入電壓峰值：0~±2.5V，輸出電壓：0~±5V，噪聲電壓小于20mV（二)全功能程控有源濾波器八、設(shè)計(jì)舉例（二)全功能程控有源濾波器利用集成開(kāi)關(guān)電容濾波器MF10可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電容的基本概念八、設(shè)計(jì)舉例（二)全功能程控有源濾波器八、設(shè)計(jì)舉例（二)全功能程控有源濾波器八、設(shè)計(jì)舉例1．測(cè)溫范圍0~150℃。2．用數(shù)碼管顯示溫度值，最大誤差小于1℃。（三）數(shù)字化測(cè)溫系統(tǒng)八、設(shè)計(jì)舉例（三）數(shù)字化測(cè)溫系統(tǒng)溫度傳感器AD590當(dāng)T=273.2K時(shí)，It=273.2μA，對(duì)應(yīng)0℃調(diào)U1=2.732V時(shí)，I1=273.2mA，I1=It，即：I2=0，UO=0V當(dāng)?T=1℃時(shí)，?I2=1μA，?UO=?I2R2=10mV，即：?UO=10mV/℃?U1=1mV/℃?UO=100mV/℃基準(zhǔn)電壓源TL431計(jì)數(shù)法測(cè)量頻率f——被測(cè)信號(hào)的頻率；N——計(jì)數(shù)值，脈沖個(gè)數(shù)；tcp——時(shí)基脈沖寬度。計(jì)數(shù)法測(cè)量周期

N——計(jì)數(shù)器的讀數(shù)；τ0——時(shí)標(biāo)信號(hào)的周期；n——周期倍乘系數(shù)。八、設(shè)計(jì)舉例1．4路模擬量輸入，輸入電壓范圍0~5V，分辨率8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間100μS，具有顯示（數(shù)碼管）測(cè)量結(jié)果（用10進(jìn)制顯示直流電壓值或交流電壓峰值）的功能。2．1路模擬量輸出，用來(lái)分別重現(xiàn)4路被采信號(hào)的波形（供示波器觀測(cè)）。（四）單片及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（四）單片及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器：ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器：DAC0832鍵盤(pán)顯示控制器：ZLG7289顯示器：LED八、設(shè)計(jì)舉例 根據(jù)鍵盤(pán)輸入的信號(hào)頻率，輸出一個(gè)正弦波，正弦波的零點(diǎn)以及正弦波的幅度可分別通過(guò)電位器調(diào)節(jié)。具體要求如下：1．正弦波的頻率范圍：下限頻率為0.1Hz，上限頻率暫時(shí)不確定，但應(yīng)盡量提高，并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中分析影響上限頻率的因素和已完成的最大值。2．輸出正弦波中不能含有尖峰干擾。3．輸出正弦波峰峰值最大為20V、最小為100mV，直流偏移為±2V。4．頻率輸入為數(shù)字量，在10Hz范圍內(nèi)分辨率為0.1Hz；10~100Hz內(nèi)為1Hz；100~1000Hz內(nèi)為10Hz。5．?dāng)U展輸出波形種類(lèi)，如三角波、方波等，幅度和頻率范圍自定。（五）低頻程控信號(hào)源（五）低頻程控信號(hào)源用數(shù)字方式產(chǎn)生正弦波的方法：直接數(shù)字合成技術(shù)（DDS）1.用程序產(chǎn)生正弦波：先用高級(jí)語(yǔ)言（VBorVC等)生成數(shù)據(jù)表。

y=A0+Asin(ωt)=A0+Asin(2πf*t)=A0+Asin(2π*t/T)，進(jìn)行離散化處理后：

y[i]=128+100*sin(2*pai*i*Δt/(N*Δt))=128+100*sin(2*pai*i/N))

其中，N為輸出波形一個(gè)周期的點(diǎn)數(shù)，i=0,1,2,3,…,N-1。Δt為相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔。然后查表輸出波形。頻率通過(guò)改變兩點(diǎn)間的延時(shí)時(shí)間來(lái)調(diào)整。

2.硬件查表法：將波形表存入EPROM(2716)中，由二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器輸出地址，對(duì)波形表地址進(jìn)行循環(huán)掃描輸出表中的波形。硬件查表法可以提高輸出波形的頻率，但調(diào)整頻率不方便，只能通過(guò)改變計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的頻率來(lái)改變頻率。

(1)輸出波形一個(gè)周期由256個(gè)點(diǎn)組成，CLOCK的頻率決定輸出波形的頻率。(2)K0、K1、K2用于波形切換，000—正弦波，001—方波，等等。直接數(shù)字合成技術(shù)（DDS）

DDS是一種新興的頻率合成技術(shù)，具有頻率分辨率高、頻率改變快捷、頻率穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。它由全數(shù)字電路構(gòu)成，易于集成，在通信系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別適合在移動(dòng)通信和跳頻擴(kuò)頻通信領(lǐng)域使用。基于DDS的信號(hào)發(fā)生器方案如下圖所示：輸入24～32bit∑δ相位寄存器M相位鎖存器

DAC正弦ROM查找表LPF0.4fcnnnn相位累加8～16bit輸出fc系統(tǒng)時(shí)鐘NDDS的工作原理：首先將正弦波的輸出看作為一個(gè)圍繞相位圓的旋轉(zhuǎn)矢量。相位圓上的每一點(diǎn)均對(duì)應(yīng)輸出正弦波形上的一個(gè)特定點(diǎn)。矢量圍繞相位圓旋轉(zhuǎn)，相應(yīng)的輸出波形也就產(chǎn)生了。矢量旋轉(zhuǎn)一周，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生正弦波的一個(gè)完整周期。

000…0111…1Mθ上圖中相位累加器用于完成矢量繞相位圓的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)。相位圓的離散點(diǎn)數(shù)由相位累加器的分辨率決定。一個(gè)nbit的累加器在相位圓上有2n個(gè)點(diǎn)。

δ相位寄存器（M）中的數(shù)值表示DAC兩次轉(zhuǎn)換（刷新）之間的跳動(dòng)步長(zhǎng)。它指使相位累加器以系統(tǒng)時(shí)鐘頻率每次在相位圓上跳躍M個(gè)點(diǎn)。

M是存于δ相位寄存器中的數(shù)，fc為時(shí)鐘頻率，n為相位累加器的分辨率，那么圍繞相位圓的旋轉(zhuǎn)頻率，即系統(tǒng)輸出頻率fo為：

fo=1/To=1/((2n/M)*Tc)=1/((2n/M)*(1/fc))=(M*fc)/2n此系統(tǒng)的頻率分辨率為fc/2n。輸出頻率取決于存于δ相位寄存器中的數(shù)M。

理論上，累加器中的任一個(gè)可能的相位均對(duì)應(yīng)ROM查找表中一個(gè)特定的值，這就會(huì)需要相當(dāng)大容量的ROM。實(shí)際上，可以將相位數(shù)據(jù)截短，以減小DDS系統(tǒng)對(duì)ROM容量的需要。相位截短是一個(gè)很重要的概念。例如：24位的相位累加器，只取最高8位用于地址查表。相位分辨率直接影響輸出正弦波譜的純度。如果相位信息截短到16bit，重建正弦波波譜純度將比非截短時(shí)下降96dB。三片74LS373用來(lái)鎖存由單片機(jī)發(fā)送來(lái)的相位增量，相位增量決定輸出波形的頻率。相位累加器由三片8位加法器（8fadd）構(gòu)成，構(gòu)成一個(gè)帶反饋的24位加法器。相位鎖存器采用三片8D觸發(fā)器74LS374，用來(lái)鎖存累加和。在每一個(gè)時(shí)鐘周期，相位累加器把輸出數(shù)據(jù)作為另一路輸入數(shù)據(jù)與從微處理器送來(lái)的頻率控制字進(jìn)行連續(xù)相加，產(chǎn)生有規(guī)律的24位相位地址碼，取其結(jié)果的高9位作為RAM查詢(xún)表的地址，然后從RAM中讀出相應(yīng)的幅度值送到DAC。

鎖存、求和74LS374輸出

D3D2D1D000000000010001000100010010001000010011001100010000000000Cp舉例：4相位累加器工作原理。

M=4=0100，由單片機(jī)送入δ相位寄存器（74LS373)。

74LS373的輸出與相位鎖存器（74LS374）的輸出相加，結(jié)果又作為74LS374的輸入，在時(shí)鐘作用下74LS374鎖存累加和送到輸出端，在時(shí)鐘作用下重復(fù)以上過(guò)程即可輸出步進(jìn)為M的掃描地址，用于波形查表輸出。鎖相頻率合成器

鎖相頻率合成器原理框圖鎖相頻率合成器的原理框圖如左圖所示。其基準(zhǔn)頻率通常由相對(duì)頻穩(wěn)度為的晶體振蕩器產(chǎn)生，經(jīng)M倍分頻后提供適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)頻率。虛線(xiàn)框中的電路是頻率合成器的核心部分--鎖相環(huán)，它由鑒相器、低通濾波器和壓控振蕩器等組成。系統(tǒng)輸出信號(hào)的頻率為

fo=(N/M)fi。改變分頻比N或M，可方便地獲得大量離散頻率的輸出信號(hào)。

八、設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)制作一臺(tái)電阻器、電容器和電感器參數(shù)測(cè)試儀，具體要求如下：1．測(cè)量范圍：電阻100Ω~1MΩ；電容100pF~10000pF；電感100μH~10mH。2．測(cè)量精度±5%。3．用4位數(shù)碼管顯示測(cè)量值，并用發(fā)光二極管分別指示所測(cè)元件的類(lèi)別和單位。（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀電路參數(shù)——電阻、電容、電感是電路的三種基本參數(shù)，也是描述網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的重要參數(shù)。由于分布參數(shù)的影響，實(shí)際的電阻、電容、電感的等效電路如圖所示。

a)電阻器b)電感器c)電容器

電路參數(shù)的數(shù)字化測(cè)量通常是把被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成直流電壓或頻率后進(jìn)行測(cè)量。（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀比例運(yùn)算器法測(cè)量電阻（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀積分運(yùn)算器法測(cè)量電阻積分運(yùn)算法測(cè)量電阻（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀恒流法測(cè)量電容用恒流源I對(duì)電容C充電，經(jīng)過(guò)T時(shí)間后充電電荷Q=I?T，此時(shí)電容兩端的電壓U=Q/C，顯然只要I和T已知，測(cè)出電壓U便可按C=I?T/U計(jì)算出的電容值。恒流源向C充電，同時(shí)時(shí)標(biāo)脈沖CP經(jīng)與門(mén)進(jìn)入計(jì)數(shù)器。當(dāng)Uc值大于UR時(shí)（比較器同相輸入端的電壓，圖中未畫(huà)出），比較器輸出零電平，停止計(jì)數(shù)。這時(shí)顯示的數(shù)據(jù)就是與電容值成正比的測(cè)量結(jié)果。即（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀

比較法測(cè)量電容圖中電路的上半部分為一典型的比例恒流源。R1為量程電阻，調(diào)整恒流的大小。當(dāng)S合上一次，即對(duì)被測(cè)電容清零，量程電流I向Cx充電。A1輸出由低變高，同時(shí)向MCU申請(qǐng)中斷，MCU立即響應(yīng)中斷，啟動(dòng)定時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。當(dāng)電容Cx電壓Ucx>E2（4V），A2輸出由高變低，此時(shí)設(shè)MCU讀定時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，并計(jì)算出被測(cè)電容的值。

（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀比較法測(cè)量電容（六）簡(jiǎn)易R(shí)LC參數(shù)測(cè)試儀時(shí)間常數(shù)法測(cè)量電感在t＝０時(shí)合上開(kāi)關(guān)，電感i中電流將按指數(shù)曲線(xiàn)上升，其最大值為I。從右圖中可看出，在開(kāi)始階段變化曲線(xiàn)和t＝０時(shí)刻的切線(xiàn)基本重合。令I(lǐng)’<<I，I’與i交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為ΔＴ，從圖中可知

只要先測(cè)出電感線(xiàn)圈的直流電阻，并已知U便可計(jì)算出I，或者保證每次測(cè)量回路的直流電阻相等，使得到的I為定值，則由測(cè)定的ΔＴ即可求得τ，從而算出L＝τR。

八、設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量橋路輸出信號(hào)的測(cè)量放大器，測(cè)量電路與放大器之間有2米長(zhǎng)的連接線(xiàn)，具體要求如下：1．最大輸出電壓為±10V，非線(xiàn)性誤差<0.5%；2．差模放大倍數(shù)Aud=1~1000，可程控，步長(zhǎng)為1；3．在輸入共模電壓±7.5V范圍內(nèi)，共模抑制比KCMR>105；4．通頻帶0~10Hz，輸出端噪聲電壓的峰峰值小于0.01V；5．直流電壓放大器的差模輸入電阻>2MΩ。（七）測(cè)量放大器（七）測(cè)量放大器測(cè)量放大器

F124/F224/F324系列引腳圖

三運(yùn)放測(cè)量放大器

AD522型單片集成測(cè)量放大器

AD522用于測(cè)量電橋的電路

AD522管腳功能程控放大器

可編程增益放大器的原理圖可編程增益放大器集成芯片AD526

AD526原理圖

AD526管腳圖數(shù)模轉(zhuǎn)換電路程控增益衰減電路程控增益放大電路八、設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)量單相工頻交流電的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)。具體要求如下：1．測(cè)量功能與測(cè)量范圍（1）交流電壓：0~300V，（2）交流電流：0~5A，（3）有功功率1.5kV，（4）無(wú)功功率和功率因數(shù)的范圍待定。2．測(cè)量精度：交流電壓和電流的測(cè)量誤差小于1%。3．設(shè)置功能鍵選擇測(cè)量功能。說(shuō)明