簡易LCR測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄一、 題目分析與方案論證 21. 題目分析 22. 方案論證 23.測量部分4.單片機(jī)部分5.系統(tǒng)電路圖二、 模塊電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 21.I/V變換模塊電路電路分析2. 電阻計(jì)算 23. spwm 34. 幅度測量 45. 電源設(shè)計(jì) 4三、 軟件設(shè)計(jì) 5摘要：本簡易LCR測量系統(tǒng)以MSP430G2553最小系統(tǒng)為控制核心，由信號(hào)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)處理、顯示等功能模塊組成。其中，信號(hào)產(chǎn)生由DDS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，信號(hào)測量用軟件算法完成。并制作了二階有源低通濾波器和四階有源低通濾波器作為信號(hào)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)，用I/V變換作為被測網(wǎng)絡(luò)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和顯示。

一題目分析與方案論證題目分析任務(wù)：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡易電阻、電容、電感測量系統(tǒng)，能夠測量并顯示電阻、電容、電感的值。系統(tǒng)功能及指標(biāo)：（1）正弦波發(fā)生器：產(chǎn)生一個(gè)頻率1kHz、10kHz、100kHz的正弦波，峰峰值為3.3V，頻率和幅度誤差不大于5%，輸出阻抗低于10Ω，無明顯失真；（2）測量范圍：電阻100Ω～1MΩ，電容100pF～10000pF，電感100μH～10mH，電容和電感誤差不大于10%，電阻誤差不大于5%，測量值以數(shù)字方式顯示；（3）測試一個(gè)元件的時(shí)間不超過2s（從接入元件開始測量計(jì)算）。方案論證電源供電部分系統(tǒng)只提供3V電源，所以采用LT1302芯片得到+5V，采用LT1617芯片得到-5V，單片機(jī)采用3V直接供電。正弦波發(fā)生器采用DDS方法產(chǎn)生激勵(lì)電壓信號(hào)。DDS具有頻率分辨率高、頻率精確度高、相對帶寬寬的優(yōu)點(diǎn)，因此本設(shè)計(jì)采用此方案。采用單片機(jī)產(chǎn)生一路方波，頻率可變（1kHz、10kHz、100kHz），經(jīng)過模擬開關(guān)CD4051，分別輸入到三個(gè)有源低通濾波器，得到所需的正弦波。測量部分測量部分采用下面的電路可得：|Uo|=|Ui|×Rf/|Zx|對于Zx=R|Uo|=|Ui|×Rf/R對于Zx=1/jωC|Uo|=|Ui|×RfωC對于Zx=jωL|Uo|=|Ui|×Rf/ωL因此只要知道|Uo|，就可求出待測量。單片機(jī)部分單片機(jī)要完成的功能主要有：輸出PWM波，選擇模擬開關(guān)通道以切換量程，AD采樣并計(jì)算待測量，將結(jié)果輸出到顯示屏以及通過PWM輸出來控制LCD顯示屏的亮度。系統(tǒng)電路圖二模塊電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1.I/V變換模塊電路電路分析當(dāng)信號(hào)進(jìn)來時(shí)，先過了兩個(gè)跟隨器。第一個(gè)跟隨器是用tlc2262做的，因?yàn)?262的輸出電壓最接近vcc，第二個(gè)跟隨器是用NE5532做的，因?yàn)?262的輸出電流能力不夠，而5532的電流輸出能力最強(qiáng)（注：在現(xiàn)有的運(yùn)放中），這樣不會(huì)使得后面的程控增益模塊當(dāng)待測區(qū)和反饋區(qū)電阻較小時(shí)出現(xiàn)限幅的情況。程控增益是用NE5532做的，因?yàn)閠lc2262和tlc082的帶寬不夠，而我們是用100KHZ正弦波作為輸入源。程控增益的反饋端是用CD4051來控制通道的切換，又因?yàn)?051在VCC為5V的情況下，導(dǎo)通電阻大概在175歐左右，而我們的最小檔位反饋電阻為100歐，所以在4051與運(yùn)放的負(fù)端之間加了一個(gè)繼電器，繼電器一短連著4051，另一端連著100歐的電阻。我們總共用了6個(gè)檔位，第一檔反饋電阻為100歐，第二檔位為620歐，第三檔為4.2K歐，第四檔為26.6K歐，第五檔為68.6K歐，第六檔為623K歐，第二檔放大倍數(shù)為0.25—1.7倍，其它檔位為0.25—1.6倍，這樣理論上可以完成要求。我們的電容和電感用前三個(gè)檔位就可以完成，但是當(dāng)待測區(qū)放入電容時(shí)NE5532會(huì)自激，所以要在反饋端加電容來消除自激，剛開始時(shí)我在前三個(gè)檔位的電阻上并聯(lián)了一個(gè)102電容（只有102的效果是最好的），但波形不是那么漂亮，之后改進(jìn)了電路，如電路圖所示，在運(yùn)放的負(fù)端和輸出端用繼電器鏈接一個(gè)101的電容用單片機(jī)來控制繼電器的通斷，因?yàn)?01電容并到大電阻上會(huì)產(chǎn)生較大的影響，就無法完成測試要求，所以只在用到前三檔位是讓繼電器導(dǎo)通來消除自激，而且波形特別漂亮。當(dāng)100khz信號(hào)加到輸入端，當(dāng)反饋端電阻比較小是還沒什么影響，但我們最大檔位的反饋電阻為623K歐，當(dāng)在這個(gè)檔位時(shí)如果待測區(qū)沒加任何東西，理論上輸出為0，但實(shí)際上輸出為一峰峰值400mv與輸入同頻反相的正弦波，這影響了放大倍數(shù)，但如果輸入信號(hào)換為10K的正弦波，則一切正常。這是由于把待測區(qū)當(dāng)成一個(gè)電容計(jì)算進(jìn)去了，由于我們高檔為只用來測試電阻，所以如果判斷出待測原件為電阻，則把輸入信號(hào)頻率由100K換成10K，根據(jù)輸出計(jì)算其阻值。程控增益之后是精密峰值檢波，在進(jìn)入峰值檢波之前要先進(jìn)行隔直，因?yàn)殡m然在程控增益之前進(jìn)行了隔直，但芯片存在零漂，故要重新隔直。而且要在隔直電路之前加一跟隨器，防止隔直電路的電容影響程控增益電路。2.電阻計(jì)算選擇合適的電阻Rf，確定各待測量的量程。對于待測電阻R，分4檔量程：100Ω-1kΩ：Rf=200Ω；1kΩ-10kΩ：Rf=2kΩ；10kΩ-100kΩ：Rf=20kΩ；100kΩ-1MΩ：Rf=200kΩ對于待測電容C，分3檔量程：100pF-500pF：Rf=5kΩ；500pF-2nF：Rf=1kΩ；2nF-10nF：Rf=200Ω對于待測電感L，分3檔量程：100μH-500μH：Rf=100；500μH-2mH：Rf=500；2mH-10mH：Rf=2021Rf共有八種取值：100，200，500，1k，2k，5k，20k，200k。系統(tǒng)的功耗估算待寫3.spwm濾波器波形查表濾波器波形查表相位累加器頻率控制spwm原理如上圖所示。輸出頻率、時(shí)鐘頻率與頻率控制字K的關(guān)系為，為波形存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的一個(gè)波形周期的采樣點(diǎn)數(shù)。通過改變K即可改變輸出的頻率。由奈奎斯特采樣定理，輸出頻率最高為時(shí)鐘頻率的一半，我們?nèi)　槭馆敵鲱l率達(dá)到10KHz，由定時(shí)器設(shè)置時(shí)鐘頻率為12MHz。輸出頻率分辨率為，取一周期1024點(diǎn)存入波形表。4.濾波放大根據(jù)spwm輸出信號(hào)頻譜，得出濾波器截止頻率應(yīng)為我們選，設(shè)計(jì)電路如圖所示。滿足設(shè)計(jì)要求。對于100khz頻率的方波，為了得到100khz的正弦波，應(yīng)濾去200khz的諧波，只剩下基波。5.幅度測量對峰值檢波電路而言，輸出的時(shí)間常數(shù)越大越好，但是越大就意味著系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間越長，綜合考慮應(yīng)該選擇電阻為22M，電容為0.1uF。電源設(shè)計(jì)1）.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求設(shè)計(jì)并制作有一定輸出電壓?；疽笕缦拢狠敵鲋绷麟妷海?V和－5V輸出最大電流為560mA2).設(shè)計(jì)方案濾波根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的工作原理框圖如圖1所示。主要包括三大部分：穩(wěn)壓電源和整流、濾波部分，單片機(jī)控制部分。濾波直流穩(wěn)壓電源MS直流穩(wěn)壓電源MSP430圖1直流穩(wěn)壓電源框圖3).電路設(shè)計(jì)1．濾波電路設(shè)計(jì)濾波選用電解電容濾波，為了能夠穩(wěn)壓應(yīng)選擇電阻較小的大電感。電路如圖2所示圖2整流濾波電路電路的輸出電壓UI應(yīng)滿足下式：U≥Uomax+（UI-UO）min+△UI式中，Uomax為穩(wěn)壓電源輸出最大值；（UI-UO）min為集成穩(wěn)壓器輸入輸出控制電路設(shè)計(jì)選擇開關(guān)應(yīng)該選擇導(dǎo)通電阻較小的元件，PMOS滿足。圖3控制電路電路應(yīng)滿足當(dāng)單片機(jī)管腳輸出高電平時(shí)，PMOS截止，控制電路輸出低電平，為了使功耗降低，應(yīng)該選用大電阻以限流。功率輸出電路設(shè)計(jì)正電源輸出電路設(shè)計(jì)正電源應(yīng)選擇LT1302，LT1302開關(guān)電源有選通管腳，可以在系統(tǒng)不工作時(shí)關(guān)閉轉(zhuǎn)換以節(jié)能元器件選擇因?yàn)檩斎腚妷狠^小，因此可以選用0.1nF的瓷片電容并接在輸入管腳和地之間輸出電容應(yīng)該選擇大電容且ESR較小的電容，因?yàn)殡娊怆娙莸腅SR普遍較大，而瓷片電容的ESR雖然較小，但是電容量也較小，因此，可在電解電容兩端并接上幾個(gè)瓷片電容以滿足電容容量較大且ESR較小。QUOTE=QUOTE在這里，Vos=15mv,Vout=5v,Vref=5v,因此，ESRmax不大于15毫歐姆因?yàn)檗D(zhuǎn)換的輸出電壓較小，因此可以選擇一個(gè)10uH的電感。為了使輸出紋波最小，二極管應(yīng)選擇肖特基二極管。因?yàn)檫x用LT1302－5的芯片，因此輸出端可直接接在反饋端，但是為了可調(diào)節(jié)，而且使輸出電壓穩(wěn)定，應(yīng)接一個(gè)大電阻電路圖設(shè)計(jì)圖4.正電源電路4.負(fù)電源設(shè)計(jì)負(fù)電源應(yīng)選擇LT1617，LT1617開關(guān)電源有選通管腳，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為-1.23V，可以滿足+3v到-5v的電平轉(zhuǎn)換，可以在系統(tǒng)不工作時(shí)關(guān)閉負(fù)電源換以節(jié)能5.負(fù)電源元器件選擇1.輸入電感選擇，Vd為0.4V（肖特基二極管電壓）Vout為輸出電壓，Llim為350mA,Toff為400ns.

可以算的電感可以選擇一個(gè)10uH的電感2.為了減少紋波，輸出電容可以選擇ESR較小的電容，因此我們在一個(gè)10uH的電解電容兩端并接了瓷片電容以減少ESR。3.為減少輸出紋波，在反饋電阻兩端應(yīng)該并接一個(gè)100pf的電容。4.反饋電阻計(jì)算，因內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為-1.24V左右，因此R1可以用50k的，R2可以用153K的。6.負(fù)電源電路圖5:負(fù)電源電路三.軟件設(shè)計(jì)軟件部分考慮到系統(tǒng)的低功耗要求，并可實(shí)現(xiàn)量程的自動(dòng)切換以及電阻、電容、電感的自動(dòng)識(shí)別。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下，其中i=1，2，…，8，對應(yīng)Rf從小到大的取值，f為正弦波頻率

公司印章管理制度一、目的公司印章是公司對內(nèi)對外行使權(quán)力的標(biāo)志，也是公司名稱的法律體現(xiàn)，因此，必須對印章進(jìn)行規(guī)范化、合理化的嚴(yán)格管理，以保證公司各項(xiàng)業(yè)務(wù)的正常運(yùn)作，由公司指定專人負(fù)責(zé)管理。二、印章的種類公章，是按照政府規(guī)定，由主管部門批準(zhǔn)刻制的代表公司權(quán)力的印章。專用章，為方便工作專門刻制的用于某種特定用途的印章，如：合同專用章、財(cái)務(wù)專用章、業(yè)務(wù)專用章、倉庫簽收章等。3、手章(簽名章)，是以公司法人代表名字刻制的用于公務(wù)的印章。三、印章的管理規(guī)定印章指定專人負(fù)責(zé)保管和使用，保管印章的地方(桌、柜等)要牢固加鎖，印章使用后要及時(shí)收存。財(cái)務(wù)專用章由財(cái)務(wù)部負(fù)責(zé)保管，向銀行備案的印章，應(yīng)由財(cái)務(wù)部會(huì)計(jì)、總經(jīng)辦分別保管。3、印章要注意保養(yǎng)，防止碰撞，還要及時(shí)清洗，以保持印跡清晰。4、一般情況下不得將印章攜出公司外使用，如確實(shí)因工作所需，則應(yīng)由印章管理員攜帶印章到場蓋章或監(jiān)印。5、印章管理人員離職或調(diào)任時(shí)，須履行印章交接手續(xù)。四、公章刻制印章需本公司法人代表批準(zhǔn)，并由印章管理專責(zé)人負(fù)責(zé)辦理刻制并啟用并交由專人進(jìn)行保管。五、印章的使用使用任何的印章，需由相應(yīng)負(fù)責(zé)人審核簽字。為方便工作，總經(jīng)理可授權(quán)印章管理專責(zé)人審核一般性事務(wù)用印。用印前印章管理人員須認(rèn)真審核，明確了解用印的內(nèi)容和目的，確認(rèn)符合用印的手續(xù)后，在用印登記簿上逐項(xiàng)登記，方可蓋章。3、對需要留存的材料，蓋印后應(yīng)留存一份立卷歸檔。4、不得在空白憑證、便箋上蓋章。5、