高频课程设计-数字电容测量仪

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1、东莞理工学院城市学院《模拟电子技术》课程设计报告题目：数字式电容测量仪的设计班级：09电子信息工程1班学生姓名：利北生学号：200940707114指导老师：唐志辉日期：2011年6月17日目录一、设计的任务与要求…………………………………………………1二、方案的选择…………………………………………………………1三、系统工作原理………………………………………………………2四、实现中出现的问题…………………………………………………5五、实验数据及处理……………………………………………………6六、收获体会……………………………………………………………7

2、七、附录………………………………………………………………7一、一、设计的任务与要求：《模拟电路课程设计》是电子信息工程专业的一门实践性要求很高的专业基础课。因此要求学生必须熟练掌握模拟电子技术的基本原理，并且通过动手操作，达到深刻理解和掌握其原理和方法。为结合理论课程教学的需要，设置1周的课程设计。通过《模拟电路课程设计》的实践训练，掌握基本的模拟电路系统的设计方法，提高动手能力、培养独立分析问题和解决问题的能力。对本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并力

3、求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。要求学生认真查阅资料、遵守课程设计时间安排、按时到实验室完成作品制作、并认真书写报告。报告中要求有完整的电路图，详细的电路元件列表，电路的工作原理与元器件说明，最后进行设计总结。报告格式要求按《东莞理工学院城市学院课程设计报告》要求。二、方案的选择：1．数字电压表的设计设计要求如下：（可采用集成电路MC14433或ICL7107）（1）三位数码管显示，具有手动调零、手动换挡功能。（2）兼有测量电流和电阻的功能。数字电压表主要部分是A/D转换器，若选用集成芯片MC14433作为A/D转换，其显示方法通常采用动态

4、扫描（工作时四个数码管轮流点亮，利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感）方式，采用这种方式较为省电，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。基准电压积分电路3位半A/D转换电路字形译码驱动电路显示电路Vi字位驱动电路数字电压表框图（用MC14433）此种方案要求同学们适当考虑如何采取短路保护措施。并在实验过程中切忌由于操作不慎，发生输出短路，烧毁变压器。2．数字式电容测量仪的设计设计要求：(1)被测电容的容量在0.01μF至100μF范围内(2)设计两个的测量量程。(3)用3为数码管显示测量结果，测量误差小于20

5、%。7框图中的外接电容是定时电路中的一部分。当外接电容的容量不同时，与定时电路所对应的时间也有所不同，即C=f(t)，而时间与脉冲数目成正比，脉冲数目可以通过计数译码获得。定时电路多谐振荡器计数器译码器数码显示器微分电路自动调零外接电容电容测量仪原理框图3．彩灯控制器的设计设计要求如下：(1)用LED设计安装一块8×8矩阵板及其驱动电路。(2)用EPROM存储器存放待显示的字符。(3)字符替换用手动开关编码控制。设计说明：彩灯是由发光二极管（LED）构成的8×8或16×16矩阵板，当行、列有效时，其交叉点的LED被点亮，当多个LED被点亮时即可形成

6、一定的图案或字符。改变点亮方式将产生不同的效果。举例8×8矩阵板显示“中”字图样以及对应的行译码器输出和和列存储器存储代码表。方案选择：基于对数字电压表和A/D转换器的认识与浓厚的兴趣，再加上以前学习学的不是很深入，因此，选择数字电压表的设计和制作。除此之外，该电路的调试相对来说有些难，这能锻炼实验者的耐心，细心等，又能加强对A/D转换器进一步的认识，让我们学到更多。因此，我选择了方案二——数字电压表的设计。一、系统工作原理1.设计电路分析ICL7107芯片集成度高,转换精度高,抗干扰能力强,输出③积分电容CINT可直接驱动发光数码管,只需要很少的

7、外部元件,就可以构成数积分电容取值用下式估算:字仪表模块。.　　传统的数字显示测量仪表以集成芯片(比如ICL7107芯片)集成显示为主,或者进行A/D转换后,简单地用单片机技术实现数字显示,辨认引脚：（1）7芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，然后，在芯片的左下方为第一脚。也可以把芯片的缺口朝左放置，左下角也就是第一脚了。知道了第一脚之后，按照反时针方向去走，依次是第2至第40引脚。（1脚与40脚遥遥相对）。（2）牢记关键点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是DC5V。第36脚是基准电压，正确数值是100mV，第26引脚是负电源引脚，正确电压数

8、值是负的，在－3V至－5V都认为正常，但是不能是正电压，也不能是零电压。芯片第31引脚是信号输入引脚，可以输入±199.9