数控直流电压源的设计
数控直流电压源(设计报告)
1 系统设计1.1 总体设计方案1.2.1 设计分析从题目来看,要求设计并制作一个数控直流电压源。
输入交流200~240V,50Hz,输出电压范围:0.01V~+11.99V;可设置并显示输出电压给定值。
1.2.2 设计思路题目要求设计一个数控直流电压源,在设计时采用ATmega16单片机作为控制核心,通过运算放大器LF356放大单片机输入的PWM信号电压,然后利用三极管TIP122和TIP127互补对管推挽放大信号电流,利用运算放大器负反馈调节电压增益,通过AD采样与单片机组成闭环控制系统,从而实现对输出电压的有效控制。
控制部分由键盘输入需要的电压设定值,按下确认按键后,通过闭环控制将预置值与AD采样的值相比较,寻找与预置的电压相匹配的值,最后在LCD12864液晶上显示。
1.2.3 方案论证(1) 控制系统的方案论证与选择基于系统闭环控制的调节精度可控,且稳定性较高,设计时对输出电压的实时采样,通过单片机对系统进行闭环控制,利用相对误差来调节PWM的占空比,使采样的输出电压接近于输入需要的电压设定值。
设计的总体方框图如图1.2.2所示。
该方案采用资源丰富的主流AVR单片机ATmega16,此单片机带有8通道单端或差分输入的10位AD转换器,简化了外围电路的设计,节约了资源,该单片机运行速度快,性价比高,能够很好的满足设计的各项要求。
另外,为了保障系统的稳定性, 本数控恒压源系统电路中还加入了过流保护电路,实时保障系统的安全性能。
图1.2.1 数控恒压源的原理方框图2 硬件电路的设计2.1 总体方案电路的设计系统主要由供电电源、运算放大电路、单片机小系统、互补推挽放大电路、AD 采样和滤波电路、过流保护电路组成,其系统方案总图如图2.1.1所示。
单片机小系统核心芯片采用ATmega16作为主控芯片,由各个模块组成的闭环控制系统来调节预置电压与输出电压的差值,使输出电压尽可能的接近于预置电压,从而实现高精度的有效控制。
数控直流稳压电源设计
数控直流稳压电源设计1.数控直流稳压电源的概述现代电子装置在供电要求方面有着越来越高的要求,而数控直流稳压电源则是目前广泛应用的一种供电装置。
数控直流稳压电源不仅具有直流稳定的输出特性,而且还能实现数字化控制,具有更加高效、精确的供电能力和性能。
数控直流稳压电源适用于各种电子装置的开发和生产领域,如通信技术、医疗器械、军事通讯和工业自动化等。
2.数控直流稳压电源的设计原理数控直流稳压电源主要由下列几个模块组成。
2.1输入端输入端是稳压电源的第一步,它接收外部电源的直流或交流信号,并且对输入电压进行过滤和波形整形,以确保后续的电路可以正常工作。
2.2稳压模块稳压模块负责稳定输出电压的值。
在闭环控制下,稳压模块保证输出电压稳定在标准值附近,即使在输入电压波动或负载变化的条件下,它也能确保输出电压的稳定性和可靠性。
2.3数控模块数控模块为整个电源提供了数字化控制的功能。
它包括一个集成电路、显示屏、输入设备和计算机接口等组成部分。
通过输入输出端口与计算机相连,可实时监测和控制电源的电压、电流、功率等参数。
2.4保护模块保护模块负责保护电源免受外界环境的影响。
它包括四种保护措施:过压保护、过温保护、过载保护和短路保护,并采用相应的防护电路来实现保护功能。
3.数控直流稳压电源的设计流程数控直流稳压电源的设计流程包括以下几个步骤:3.1确定电源的基本参数这包括电源输出电压、电流、功率、负载范围等参数。
设计人员需要根据电路应用需要,确定电源所需的输出电压和电流等参数。
3.2选取和确认元件在确定电源的基本参数后,设计人员应选择与之相适应的元件,包括电容器、电感器、稳压管、集成电路等,这是设计数控直流稳压电源的关键步骤之一。
设计人员需要综合考虑元件的品质、供货和维护等方面的因素,以便在成本和性能之间取得平衡。
3.3进行电路设计在确定元件后,设计人员需要根据设计参数和基本电路原理,设计稳压电源的具体电路方案,逐步完善和优化电路。
简易数控直流电源设计共16页文档
二、数控直流电源的设计
设计内容:
数控直流电源的原理框图 直流稳压电源的设计 可逆计数器的工作原理及实现 LM317调节电压的产生 输出电压值的数码管显示
1、数控直流电源原理框图
“+”“—” 键
可逆 计数器
数显电路
D/A 转换输出 调整稳压电源来自2. 直流稳压电源的设计
固定输出的直流稳压电源的构成。
简易数控直流电源设计
聪明出于勤奋,天才在于积累
简易数控直流电源的设计
主讲:
一、设计任务
1. 设计一个有一定输出电压范围和功能的数控电源; 2. 输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V,纹波电压不
大于10mV; 3. 输出电流:500mA; 4. 输出电压值由数码管显示; 5. 由“+”、“-”两键分别控制输出电压增减; 6. 工作电源为220V。
可逆计数器的实现
输出电压:范围0~+9.9V,步进0.1V。所以可逆计数 器的计数范围从0~99。
因为74LS192是0~9十进制计数器,所以需要两片 74LS192构成0~99十进制计数器。
4、LM317调节电压的产生
0~99个位 计数器
0~99十位 计数器
个位D/A转 换,权值为 0.1v,产生 0~0.9v电压
十位D/A转 换,权值为 1v,产生 0~9v电压
0~9.9v
加法器
减法器
LM317 -1.25v~8.65v
1.25v
LM317公共端的调节电压可以通过数/模(D/A)转换,将 数字量转换为模拟调节电压。
DAC0832是8位的D/A转换芯片。能够与多数通用的微处 理器相接口,工作电源5~15V。
44、卓越的人一大优点是:在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
数控直流电压源
数控直流电压源的设计一电源电路设计思路图如下在multisim 软件中的仿真图如下电路如图所示1 降压将220v 50Hz的交流电通过变压器,获得15v的交流电(根据实际需要选择不同的型号的变压器以获得不同的电压)2整流利用桥式整流,把方向和大小都变化的50Hz交流电变换为方向不变但大小人有脉动的直流电。
如图所示将电路与单相全波桥式整流桥连接(此处选用1B4B42),整流后电压波形如下图所示3滤波整流电路的输出电压不是纯粹的直流,从示波器观察整流电路的输出,与直流相差很大,波形中含有较大的脉动成分,称为纹波。
为获得比较理想的直流电压,需要利用具有储能作用的电抗性元件(如电容、电感)组成的滤波电路来滤除整流电路输出电压中的脉动成分以获得直流电压。
本方案我们选择电容滤波,由滤波电路我们可以分析得出输出电压与放电时间常数R L C有关,R L C越大,电容器放电速度越慢,则输出电压所包含的波纹成分越小,U O(AV)越大。
这里我们选用820uF的电容和1.8KΩ的电阻,滤波效果如下图所示。
红线表示滤波后的电压4稳压滤波后的电压比较平稳,但仍不能满足我们的实际需要,所以我们仍需加上稳压芯片,这里我们选用LM7805、LM7815、LM7915(这三个芯片的资料见稳压芯片资料)。
二 控制电路1 总体硬件设计总框图如下图所示系统硬件框图电路组成及工作原理图如下图所示2 D/A 转换器DAC0832DAC0832是双列直插式8位D/A 转换器,能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。
图2-4 DAC0832引脚图其主要参数如下:分辨率为8位,转换时间为1μs,满量程误差为±1LSB,参考电压为(+10~-10)V,供电电源为(+5~+15)V。
特点:在DAC0832中有两级锁存器,第一级锁存器称为输入寄存器,它的允许锁存信号为ILE,第二级锁存器称为DAC寄存器,它的锁存信号也称为通道控制信号/XFER。
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计
基于单片机简易数控直流电压源的毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计I(2007届)本科生毕业设计简易数控电压源的设计 学院、系:电气与信息工程学院 专业:自 动 化 学 生 姓名:刘 慧 班级:自本0302班 学号 46030212 指导教师姓名:宋树祥 职称 讲师 最终评定成绩:湖南工业大学本科生毕业设计2007年6月II湖南工业大学本科生毕业设计湖南工业大学本科生毕业设计简易数控电压源的设计院(系):电气与信息工程学院专业:自动化学号:46030212学生姓名:刘慧指导教师:宋树祥讲师2007年 6月I湖南工业大学本科生毕业设计摘要本设计以AT89S52单片机为核心控制芯片,实现数控直流电源功能的方案。
设计采用8位精度的DA转换器DAC0832、三端可调稳压器LM350和一个UA741运算放大器构成稳压源,实现了输出电压范围为+1.4V~+9.9V,电压步进0.1V的数控稳压电源,最大纹波只有10mV,具有较高的精度与稳定性。
另外该方案只采用了5个按键实现输出电压的方便设定,具有设定值调整,微调(步进量0.1),粗调(步进量1)三种调整功能,显示部分我们采用了三位一体的数码管来显示输出电压值。
我们自行设计了 12V和5V电源为系统供电。
该电路的原理是通过MCU控制DA的输出电压大小,通过放大器放大,放大后的电压作为LM350的参考电压,真正的电压还是由电压模块LM350输出。
利用5个按钮调整电压、并且通过共阴极三位一体LED显示输出的电压值。
设计使用3三位一体数码管,可以显示三位数,一个小数位,比如可以显示5.90V,采用动态扫描驱动方式。
与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
关键词:数控,步进,三端可调稳压器I湖南工业大学本科生毕业设计ABSTRACTThe design is with the MCUAT89S52 for the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current powersupply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832,three-adjustable regulators LM350 and a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple of 10 mV. Meanwhile, the program used only five keys to achieve the convenience of the output voltage setting ,with setting value adjustments. It has three kinds of adjustfunction,which can carry out micro-adjustment (Stepping volume 0.1)and the coarse adjustment (Stepping volume 1). The show part we have adopted a three-dimensional digital pipe to show the output voltage value. And we designed the 12V and 5V power supply system for electricity. The principle of that electric circuit was that the output voltage size which passes the MCU to control DA, passing the amplifier amplification, and the voltage is the reference voltage of the LM350. And the real voltage is still the LM350 outputs are from the voltage mold piece. Making use of five buttons to adjustment voltages, and pass the total cathode Christian Trinity LED to display the output's voltage .In this design I used 3 piece code tubes, which can show three position numbers, one of them is a fraction position. for example ,it can show a 5.90 Vs. In this design I adopt the scan to drive way is dynamic state sweep. With traditional steady press power supply to compare to have an operation convenience, the power supply stability high characteristics, its exportation electric voltage size adoption figures show.Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulatorsII湖南工业大学本科生毕业设计目录第1章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 课题研究方法 (2)第2章数控电压源的总体方案介绍 (3)2.1 数控电压源的方案论证 (3)2.1.1 方案一:采用单片机的数控电压源的设计 (3)2.1.2 方案二:采用调整管的双计数器的数控电压源的设计 (3)2.1.3 方案三:采用调整管的十进制计数器的数控电压源的设计 (4)2.2 数控电压源的方案比较 (5)2.2.1 数控部分的比较 (5)2.2.2 输出部分的比较 (5)2.2.3 显示部分的比较 (5)第3章数控电压源的工作原理 (6)3.1 整机电路框图 (6)3.2 工作原理 (6)3.2.1 DA转换电路工作原理 (6)3.2.2 电压调整电路工作原理 (7)3.2.3 数值计算 (8)第4章单元电路工作原理 (9)4.1 时钟电路 (9)4.1.1 时钟振荡电路图 (9)4.1.2 时钟信号的产生 (9)4.2 复位电路 (9)4.3 键盘接口电路 (10)4.3.1 键盘电路 (10)4.3.2 键盘电路工作原理 (10)4.4 显示接口电路 (11)III湖南工业大学本科生毕业设计4.4.1 显示电路原理 (11)4.4.2 LED显示方式 (12)4.4.3 显示电路原理图 (12)4.5 DA转换电路 (13)4.6 电源电路 (13)4.6.1 稳压器78L12和79L12 (13)4.6.2 电源电路原理图 (14)4.7 所用主要芯片 (14)4.7.1 单片机AT89S52 (14)4.7.2 芯片ADC0832 (15)4.7.3 LM350 (17)4.7.4 运放UA741 (18)第5章数控电压源的软件系统 (20)5.1 主程序 (20)5.2 子程序 (21)5.2.1 中断子程序 (21)5.2.2 显示子程序 (22)5.2.3 键扫子程序 (23)第6章电路的调试 (24)6.1 硬件的调试 (24)6.1.1 硬件调试过程 (24)6.1.2 电路数据的测试 (25)6.2 软件的调试 (26)第7章数控电压源的使用说明 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录1整机电路原理图 (31)附录2元器件清单 (32)IV湖南工业大学本科生毕业设计附录3源程序清单 (33)(1)主程序的源程序清单 (33)(2)外中断1子程序的源程序清单 (35)(3)显示子程序的源程序清单 (36)(4)键扫子程序的源程序清单 (37)(5)延时及启动0832子程序的源程序清单 (38)V湖南工业大学本科生毕业设计第1章绪论1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
简易数控直流稳压电源设计
简易数控直流稳压电源设计设计一台简易数控直流稳压电源可以分为以下几个步骤:1.确定电源的输出要求:确定电源的输出电压范围和电流范围。
根据实际需求,选择合适的电压和电流范围。
2.设计电源的整流电路:确定电源的输入电流和输入电压范围。
常用的整流电路包括桥式整流电路和中心点整流电路。
桥式整流电路更常见,效率较高。
3.设计电源的滤波电路:在电源的整流电路后加入滤波电容进行滤波,去除输出直流电压上的波动。
选取合适的滤波电容,使输出直流电压稳定。
4.设计电源的稳压调节电路:选择合适的稳压器件,根据需求设计稳压调节电路。
常见的稳压器件有三端稳压器和开关稳压器。
三端稳压器稳定性好,但效率较低;开关稳压器效率高,但稳定性较差。
5.设计电源的控制电路:根据需要设计数控电源的控制电路。
可以采用微处理器或者专用控制器来实现电源的数控功能,例如实现电源的开关机、电压和电流的调节、过压和过流保护等功能。
6.优化设计:根据实际需求对电源进行优化设计。
例如,可以增加短路保护、温度保护等功能。
7.制作测试:根据设计完成电源的制作和组装,进行测试。
测试包括输入输出电压电流的测试,以及控制电路的测试。
8.优化调整:根据测试结果对电源进行优化调整。
可以通过修改电路参数、更换稳压器件等方法进行优化调整。
9.最终调整:完成测试和优化调整后,进行最终调整,确保电源的稳定性和可靠性。
10.产品发布:在完成最终调整后,将电源进行产品化,进行包装和外观设计等工作,最终将产品发布市场。
需要注意的是,在设计数控直流稳压电源时,需要考虑以下几个方面:-输出电压范围和电流范围要与实际需求相匹配。
-整流电路和滤波电路的设计要使输出直流电压稳定,并且波纹尽可能小。
-稳压调节电路的选择要根据需求和性能进行考虑。
-控制电路的设计要实现所需的数控功能。
-电源的安全性和可靠性是设计时需要考虑的重要因素。
-电源的尺寸和散热量要注意合理安排,确保电源可以正常工作并且不过热。
简易数控直流电源设计方案
简易数控直流电源设计设计方案1 课题任务:本设计研究一种以单片机为核心的智能化高精度简易直流电源的设计, 该电源采用数字调节、闭环实时监控、输出精度高, 且兼备双重过载保护及报警功能。
2 系统设计2.1 系统总体设计思想此设计包括显示电路、键盘电路、单片机电路、数模转换电路、模拟信号放大电路的设计。
数控电源的输出电压数值由键盘控制。
通过键盘把需要的输出的电压值以步进方式输入到单片机。
这里需要注意的是在使用步进方式调整数据时,输出电压不能随着变化,以避免在调整过程中加到负载上的电压不能满足要求。
输出电压应该在完成步进调整以后再发生变化,直接向负载施加所需要的电压值。
显示电路既可用来显示输出的电压值,也可以用来显示键盘电路调整的过程。
在使用键盘完成输出电压的调整后,输出电压对应的数据分别送入数模转换器,数模转换器产生输出模拟电压。
数模转换器输出的模拟电压随着它的输入数据的变化而变化,从而实现了输出电压的步进调整,数模转换器的输出模拟电压不一定满足要求,如果不满足输出电压的要求,将需要添加一个电压放大器。
模拟信号放大电路包括电压放大和电路放大部分,前者是输出电压满足要求,后者降低负载变化对输出电压的影响。
对负载而言,由戴维南定理,整个数控电源可以等效为一个理想的电压源和一个电阻串联电路。
由于电源的内阻的存在,当负载电阻变化时,回路电流将发生变化,从而使得电源的输出电压发生变化。
为减小负载变化多输出电压的影响,输出电阻应该尽量地减少,或者加大输出的电流的额定值,因此需要添加一级电流放大器【2】。
2.2系统总方框图图2-1 数控系统硬件部分组成框图3.硬件模块设计3.1显示电路设计3.1.1 74LS164 简介此电路调试,可以将单片机写入简单的程序,将串行数据转换成并行显示,通过程序写入数据,使数码管显示00,如果显示不正确的,查看电路板焊接。
3.2数模转换电路设计由于采用了粗调和细调分段控制,辅助以软件修正,可以较好地提高电压输出精度,从成本和元件采购方面综合考虑,采用DAC0832电路作为D/A转化电路。
数控直流电压源设计与实现
数控直流电压源设计与实现概要:本数控直流电压源设计方案巧妙、电路及控制原理简单,输出可调且具有不错的带负载能力、很高的转换效率,可应用于供电电压在24V以下的各类电子设备供电。
传统可调电源往往通过电位器来达到目的,虽然这样的电源有很大的输出功率,但很难做到精确调整,效率也不高。
而数控直流电压源输出精确可调,亦有较高的输出功率以及转换效率,且更加轻便。
本文的目的就是研究和实现高效低耗的数控直流电压源。
1数控直流电压源基本组成及工作原理本文所设计的数控直流电压源的基本组成结构框图如图1所示,系统中,MCU选用AVR单片机Atmega16,它内部资源丰富,功耗低,可以保证系统稳定、可靠运行。
DA转换器选用TLC5615,其基准源由基准源芯片REF5020产生。
模拟电路模块包括开关稳压芯片LM2596_ADJ,运放芯片TL082,开关型电压转换芯片LMC7660以及功率电感等器件,共同构成一个BUCK电路。
输出电压、电流经采样电路采入MCU并由液晶LCD5110进行显示。
按键作为输入设备,对输出电压进行设置。
本设计工作原理是将单片机与DA转换器进行SPI通信,使DA输出可调的控制电压,送到运放TL082反相端。
而以开关稳压芯片LM2596_ADJ为核心的BUCK电路上电后即输出电压,经分压后送到运放同相端,此时TL082作为比较器使用以比较上述两个电压。
运放输出信号经二极管IN4148送入LM2596-ADJ 的反馈脚(FB端)控制输出电压,由于LM2596-ADJ内部有1.235V基准电压以及比较器,当FB脚处电压小于基准时,会抬高输出电压;反之,则会降低,最终达到稳定从而达到数控的功能。
接上负载后,输出电压、电流经采样点路送入MCU,就能在LCD5110上显示输出电压与输出电流。
当采得电流值大于额定值,则将软件关闭LM2596_ADJ的使能端,进行过流保护。
2系统硬件电路设计2.1 单片机最小系统电路设计单片机最小系统是利用最少的外围器件而使单片机工作的电路组织形式。
数控直流电压源的设计 毕业设计 好
数控直流电压源的设计摘要直流稳压电源的应用非常的广泛,质量优良的直流稳压电源才能满足电子现在的要求。
所以,直流稳压电源的设计颇为重要,特别是数控直流电压源。
本文主要介绍数控直流电压源的设计,将单片机数字控制技术,有机的融入直流稳压电源的设计中,就能设计出一款高性价比的多功能数字化通用直流稳压电源。
本文论述了一种基于基于A VR16单片机为核心控制的数控直流电压源的设计原理和实现方法,该电源具有电压可预置、可调整、输出的电压信号和预设电压信号可同时显示。
本系统主要包含LCD1602显示模块、4*4矩阵键盘模块、功率放大电路(推挽输出),和辅助电源+15V , -15V , +5V。
本文所设计的数控直流电压源与传统稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点,其输出电压大小采用数字显示。
数控直流电压源在研究单位、实验室、工业生产线等实际应用中有诸多优势,值得进一步学习和研究。
关键词:单片机数控LCD1602IAbstractThe application of dc voltage stabilizer very extensive, quality excellent dc voltage stabilizer can meet the requirements of electronic now, so, dc voltage stabilizer design are important, especially the numerical control dc voltage source this paper mainly introduces the numerical control dc voltage source design, be single chip microcomputer control technology digital, organic integration into the dc voltage stabilizer design, can design a high ratio of performance multi-function digital general dc voltage stabilizer This paper discusses the AVR16 based on single chip microcomputer as the core control based on the numerical control dc voltage source design principle and method, the power supply voltage preset with adjustable output voltage signal and the voltage signal can also shows that this system mainly include LCD1602 display module 4 * 4 matrix keyboard module power amplifier circuit (the push-pull output), and auxiliary power + 15V,-15 V, + 5 VThe design of the CNC dc voltage source and the traditional manostat, it is characterized by easy operation voltage stability high characteristic, the output voltage size using digital display numerical control dc voltage source research unit in laboratory of industrial production line, in practice, there are many advantages, deserves further study and researchKeywords: a single-chip microcomputer, numerical control, LCD1602目录摘要 .................................................................................................................I Abstrac t.........................................................................................................II 目录 .............................................................................................................. III 1 前言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3课题研究方法 (2)2 数控直流电压源的方案介绍 (4)2.1数控直流电压源的方案论证 (4)2.2方案比较 (6)3 数控直流电压源的工作原理 (7)3.1整体电路框图 (7)3.2工作原理 (7)3.2.1内部A/D转换电路工作原理 (7)3.2.2电源电路 (9)3.3推挽输出电路工作电路图 (10)4 单元电路工作原理 (12)4.1时钟电路 (12)4.1.1时钟振荡电路图 (12)4.1.2时钟信号的产生 (12)4.2 复位电路 (13)4.3键盘接口电路 (14)4.3.1键盘电路 (14)4.3.2键盘电路工作原理 (14)4.4显示接口电路 (15)4.4.1 LCD1602引脚 (15)4.4.2显示电路原理图 (16)4.5 A/D转换前端电路 (16)4.6主要芯片介绍 (17)4.6.1单片机A Tmega16 (17)4.6.2 LM358 (23)4.6.3 LF356 (24)5 数控直流电压源的软件系统 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录1:元器件清单 (29)附录2:源程序清单 (33)1 前言1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
数控直流电源设计
数控直流电源设计数控直流电源设计是将交流电源转换为稳定的直流电源的过程,用于供应电子设备、电动机和其他需要直流电源的设备。
在设计数控直流电源时,需要考虑输出稳定性、高效率、低噪音、过载保护等因素。
下面将介绍数控直流电源设计的主要内容。
首先,设计数控直流电源需要确定输出电压和电流的需求。
根据电子设备的需求,确定所需要的输出电压和电流范围。
同时,还需要考虑到输出电压和电流的稳定性要求,以及负载变化对输出电压和电流的影响。
根据这些需求确定设计参数。
其次,选择合适的变压器。
变压器的设计需要考虑输入和输出电压的变化,以及输出电流的需求。
需要计算变压器的变比,以保证输出电压与输入电压之间的转换。
接下来,设计电源的整流电路。
整流电路将交流电源转换为直流电源。
整流电路可以采用单相或三相整流桥电路。
其中,单相整流桥电路适用于小容量的电源,三相整流桥电路适用于大容量的电源。
然后,设计滤波电路。
滤波电路用于平滑整流后的直流信号,以减小输出电压的纹波量。
滤波电路可以采用电容滤波器和电感滤波器,或者二者的组合。
在设计滤波电路时,需要结合输出电流的需求,选择合适的滤波元件。
接下来,设计稳压电路。
稳压电路用于保持输出电压的稳定性。
常见的稳压电路包括线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器可以通过放大器和功率器件来实现稳压功能,但效率较低。
开关稳压器则通过开关元件的控制来调整输出电压,具有较高的效率。
最后,设计保护电路。
保护电路用于保护电源和被供电设备,防止过流、过压、过热等情况发生。
常见的保护电路包括过流保护、过压保护、过热保护等。
这些保护电路可以通过传感器、比较器、放大器等电子元件来实现。
在数控直流电源设计中,还需要考虑电源的效率和功率因数问题。
电源的效率是指输出功率与输入功率之间的比值,电源的功率因数是指输入功率在交流电源中的实际工作能力。
为了提高电源的效率和功率因数,可以采用功率因数校正电路和高效率电源控制方法。
总之,数控直流电源设计是一个综合工程,需要考虑多个因素。
数控直流电源的设计与实现
数控直流电源的设计与实现一、实验目的1.了解数控技术和电源技术。
2.熟悉微机原理及其接口技术。
3.运用微机系统实现一个数控直流电源。
二、实验内容与要求基于80x86实验箱平台设计并制作数控直流电源。
要求由键盘预置输入直流电压在0~+9.9V之间的任意一个值,数控直流电源输出,且输出电压与给定值偏差不大于0.1V。
主要技术指标:(1)输出电压:X围0~+9.9V,纹波不大于10mV,电压值由数码管显示;(2)具有“+”、“-”步进调整的功能,步进0.1V;(3)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进0.1V不变)。
三、实验报告要求1.设计目的和内容2.总体设计3.硬件设计:原理图(接线图)及简要说明4.软件设计框图及程序清单5.设计结果和体会(包括遇到的问题及解决的方法)四、总体设计采用8086处理机构成该系统的核心——数控模块,与基本接口实验板相连,通过软件编译实现设计各种功能的实现,输出部分也不再采用传统的调整管方式,而是在D/A转换后,经过稳定的功率放大电路得到。
由于使用了微处理器,整个系统可编程实现,系统的灵活性大大增加。
系统设计框图如图1所示。
图1 方案三系统设计框图为实现数控直流电源的各项功能,系统分为三个组成部分:键盘/显示电路,数控模块,稳压输出电路。
下面介绍系统各部分的基本功能:(1)键盘/显示电路:该电路的显示部分又可分为电压预制值显示电路和电压实际输出值显示电路。
系统利用可编程并行接口8255单元电路构成实验板上4*4小键盘的接口和LED 数码管电路的接口,从而识别键码同时显示电压预置值;在得到实际输出值后,实验板上提供了模数转换ADC0809单元电路,转化成数字量后传递给LED数码管就可以显示实际输出值。
(2)数控模块:该部分主要由8086微处理器和数模转换DAC0832单元电路组成。
其中通过编写汇编语言程序控制8086微处理器快速完成各功能所需的复杂运算,然后数模转换电路DAC0832可将运算所得的数字量转换为模拟量。
数控直流电压源的设计
数控直流电压源的设计摘要:本系统以直流电压源源为核心,AT89C52单片机为主控制器,通过键盘来设置直流电源的输出电压,具有步进功能,能够现实实际输出的电压值。
本设计分四个模块:单片机控制及显示模块、数模(D/A)转换模块、恒压源模块、输出显示模块。
以单片机控制模块为核心,对输入信号进行转换成数字量输出;恒流源模块将D/A转换来的电压模拟量通过恒压电路转换成恒压。
该系统具有可靠性好,精度高等优点。
关键词:数控电压源AT89C52 DAC0832 恒流源目前所使用的直流可调电源中,大多为旋钮开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
利用本数控电源,可以达到每步0.1V的精度,输出电压范围0~9.9V,电流保持500mA,且数码显示直观1.总体设计方案1.1总体设计思路方案一:计数器每次由脉冲触发跳一,也即实现步进0.1,欲实现步进0.1,就需要按一下键产生一个脉冲。
由于电容的容值不一,充电时间常数不等,故可利用电容充电时间不相等,又按键有一定的时间,大约为0.2s,但这个时间对电容充电时间常数来说,以经足够了,本设计就是基于这一点来实现按一下键产生一个脉冲的。
按键时,电源对五个R、C充电,由于按键的时间0.1s相对于充电时间常数0.1—0.5s,足可使电容一端呈现依次高电平,同时这五个高电平存在时间差,从而产生五个脉冲,使计数器跳变一,利用视觉效应,实现步进为0.1。
其方框图如图:图1:计数器脉冲触发方案二:采用AT89C52系列单片机作为整机的控制单元,通过改变输入数字量来改变输出电压值(A/D转换后电压值) ,经集成运放放大和射极输出器输出,间接地改变输出电压的大小。
图2:总体设计框图经过方案论证和比较后,最终确定的系统框图如上方案二图所示,主要由主电源、辅助电源、D/A转换、集成运放、射极输出器、单片机最小系统、显示及按键等组成。
2.硬件单元电路的设计2.1电压源电路的设计基本设计思想是对单片机输出的电压(D/A转换后) 进行放大,经射极跟随器(功率放大,减小输出内阻提高带负载的能力)输出数控可调电压。
毕业设计---数控直流电压源的设计
目录1 引言 (2)2 硬件系统设计 (3)2.1 功能要求 (3)2.2 方案论证 (3)2.3 系统硬件电路的设计 (3)2.3.1 系统核心单片机部分 (4)2.3.2 数模转换器DAC0832的介绍及应用 (7)2.3.3 1602液晶显示模块介绍及应用 (11)2.3.4 运算放大器OP07的作用 (13)2.3.5 供电电源电路设计 (14)2.3.6 数控及显示部分电路图 (15)3 软件系统的设计主程序流程图 (15)3.1 部分程序流程图 (16)3.2 软件设计主要完成的功能 (17)3.3 部分程序清单 (17)4 总结 (19)参考文献 (20)数控直流电压源的设计【摘要】:目前所使用的直流可调电源中,几乎都为旋钮开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
数控电压源具有操作方便,电压稳定度高的特点。
本文以AT89C52为控制芯片,通过按键输入,以数模转换器DAC0832将数字量转换成模拟量,输出参考电压,通过运放OP07将DAC0832输出的模拟电压值放大。
此设计输出电压范围为0-12V,可以达到每步0.1V的精度,电流可以达到1.5A,并可由LCD1602液晶显示输出电压值。
该电路硬件具有设计简单,应用广泛,精度较高,使用方便等特点。
【关键词】:AT89C52 D/A转换器数控电源1 引言电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服于各行各业。
电力电子技术是电能的最佳应用技术之一。
随着数控电源在电子装置中的普遍使用,普通电源在工作时产生的误差,会影响整个系统的精确度。
单片机技术及电压转换模块的出现为精确数控电源的发展提供了有利的条件。
新的变换技术和控制理论的不断发展,各种类型专用集成电路、数字信号处理器件的研制应用,到90年代,己出现了数控精度达到0.05V的数控电源,功率密度达到每立方英寸50W的数控电源。
从组成上,数控电源可分成器件、主电路与控制等三部分。
数控直流电源的设计
数控直流电源[摘要] 本文介绍了以8051单片机为控制单元,以数模转换器DAC0832输出参考电压,以该参考电压控制电压转换模块LM317的输出电压大小。
该电路设计简单,应用广泛,精度较高等特点。
LM317系列三端可调式集成稳压器的方法。
关键词:单片机(AT89C51),数模转换器(D/A),液晶,键盘一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
二、设计要求1,(1)输出电压:范围0~+10V,步进0.1V,纹波不大于40mV;(2)输入电压值由液晶显示;(3)自制键盘,可以由键盘输入电压值;(4)输出电压值在输出端用万用表测得。
2.发挥部分(1)输出电压可预置在0~9.9V之间的任意一个值;(2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进0.1V不变);(3)扩展输出电压种类(比如三角波等)。
目录引言1、设计原理与总体方案 (4)2、硬件电路设计 (5)2.1 DAC电路 (5)2.2 AGC控制电路 (6)2.3 键盘部分 (8)2.4 显示部分 (9)2.5 稳压输出 (10)3、软件设计流程 (10)4、总体设计电路 (11)5、调试过程 (11)6、结果分析 (11)·引言目前所使用的直流可调电源中,几乎都为旋纽开关调节电压,调节精度不高,而且经常跳变,使用麻烦。
利用数控直流电源,可以达到每步0.04 V的精度,输出电压范围0-10V。
1、设计原理与总体方案鉴于目前数控直流源一般采取运放构成的电流-电压转换电路与单片机结合,设计方案大多为开环系统,主控制器仅用于数字给定及显示,没有对输出电流进行检测和控制。
本文在传统电路设计的基础上,利用控制系统中反馈与控制原理,引入电流负反馈,在采样电阻上获取和电流成正比的采样电压,并接人运算放大器的反向输入端,实现负反馈,形成恒流输出的闭环控制系统;软件方面,将具有全局寻优能力但收敛速度慢的遗传算法和具有收敛速度快且局部寻优能力强的直接搜索法结合在一起,设计基于遗传算法和直接搜索策略的混合优化算法,充分利用了遗传算法的全局搜索能力并以此作为优化过程的“粗调”,同时利用直接搜索法良好的局部搜索能力作为优化过程的“微调”,集中了两者的优点,而克服了两者的弱点,得到的目标函数值较遗传退火策略更优,而且一致性更好,用于PID参数整定是具有整定速度快,调节时间短,稳态误差小等优点。
数控直流电源课程设计
简易数控直流电源摘要:随着时代的快速发展,数字电子技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,本文将介绍一种数控直流稳压电源,本电源由模拟电源、显示电路、控制电路、数模转换电路、放大电路四部分组成.准确说就是模拟电源提供各个芯片电源、数码管、放大器所需电压;显示电路用于显示电源输出电压的大小。
同时分析了数字技术和模拟技术相互转换的概念。
与传统的稳压电源相比具有操作方便,电源稳定性高以及其输出电压大小采用数码显示的特点。
一、设计任务设计出有一定输出电压范围和功能的数控电源。
其原理示意图如下:二、设计要求1.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,自制一稳压直流电源,输出±15V,+5V。
2.发挥部分(1)输出电压可预置在0~9.9V之间的任意一个值;(2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进0.1V不变);(3)扩展输出电压种类(比如三角波等)。
三、系统组成与原理概述本文所设计的数控直流电源与传统稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点,其输出电压大小采用数字显示,原理方框组成图见图1。
它共由六部分组成。
输出电压的大小调节通过“+”、“-”两键操作,控制可逆计数器分别作加、减计数,可逆计数器的二进制数字输出分两路运行:一路用于驱动数显电路,指示电源输出电压的大小值;另一路进入D/A转换电路,D/A转换器将数字量按比例转换成模拟电压,然后经过射极跟随器控制调整输出级输出所需的稳定电压。
为了实现上述几部分电路的正常工作,需另制±15V和±5V的稳压直流电源及一组未经稳压的12~17V的直流电压。
四、分析1、电压输出范围0~9.9V,步长0.1V,共有100种状态,8位字长的D/A转换器具有256种状态,能满足要求。
数控直流稳压电源的设计与实现
数控稳压直流电源设计报告1、数控直流稳压电源设计指标及设计1.1设计技术指标本设计是线性数控直流电源,设计要求如下:1、电压变化范围+5%~-5%条件;2、输出电压可调范围为0~10V;1.2本课题研究方法和目标数控电源的主要研究思路:1、硬件部分(1)单片机采用STC89C52最小系统方案,采用数码管和按键做人机界面,采用DA 芯片作为主要的单片机系统。
(2)电压调整靠调整输入到DA的数字量来改变输出电压大小,再通过电压功率放大器将其放大,得到输出电压。
2、软件部分(1)键盘输入程序用键盘扫描程序,将按键设置的电压交给D/A芯片产生输出电压。
(2)单片机通过A/D芯片读取当前输出电压值,通过显示程序,显示在数码管上。
2硬件电路详细设计2.1单片机系统外围电路设计在本次设计中,使用AT89C52单片机,其外围电路有复位电路、晶振电路、按键电路、数码管显示和D/A芯片接口电路。
以下是电路的详细设计。
2.1.1 复位电路设计单片机在启动的时候都需要复位,使单片机系统处于初始状态,然后开始工作。
89系列的单片机的RET引脚是复位信号的输入端,当系统处于正常工作状态,振荡器稳定,RET引脚上出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就进入数位状态,但是如果引脚RET出现持续的高电平,单片机就处于循环复位状态[9]。
复位通常有两种基本形式:上电复位和手动复位。
本次设计采用上电复位。
电路图如图2-1所示。
图2-1复位电路2.1.2 时钟振荡电路设计单片机的CPU实质上是一个复杂的同步时序电路,它的工作都是必须在时钟控制下进行的。
CPU工作发出的控制信号在时间上的相互关系就是CPU的时序问题[9]。
CPU的时序需要外部硬件电路来实现,既振荡器和时钟电路。
51单片机内部都有一个高增益反向放大器,用于构成振荡器,但是构成时钟,外部还需要加一些附加电路。
本次设计采用单片机外部加晶振构成振荡电路,如图4-2所示。
图2-2单片机振荡电路该振荡电路时采用的单片机内部时钟方式,是直接在引脚XTAL1和XTAL2两端接晶振,就构成了稳定的自激振荡器,振荡器产生的脉冲信号直接送入内部时钟电路。
直流数控电压源设计
漏极开路双向I/O口,作为输出时可驱动8个TTL负载。该口内无上拉电阻,在设 计中作为D/A,A/D及液晶显示器的数据口。 P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输 出4个TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,该口在设
计中低四位作为键盘输入口,高四位与RST作为在线编程下载口。 P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收/输出4 个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,可作为输入。 在作为输出时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。该口在设计中作为D/A, A/D及液晶显示器的控制口。 P3口:P3口管脚是带内部上拉电阻的8位双向I/O口,可接收输出4个TTL门电 流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入, 由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流,这是由于上拉的缘故。P3口也可作为 AT89S51的一些特殊功能口,如下表所示: 端口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 复用功能 TXD(串行输入口) RXD(串行输出口) /INT0(外部中断0) /INT1(外部中断1) T0(记时器0外部输入) T1(记时器1外部输入) /WR(外部数据存储器写选通) /RD(外部数据存储器读选通) 各端口引脚与复用功能表 该口在设计中使用其特殊功能作为D/A,A/D读写信号的控制口。和A/D的中断输 入口。 RST:该引脚为复位信号输入端,高电平有效。在振荡器稳定工作情况下, 该引脚被置成高电平并持续两个机器周期以上是系统复位。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的 地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。该引脚在设计中作为 锁存器器和A/D的时钟信号。 /PSEN:外部程序存储器的选通信号。 /EA/VPP:/EA为访问芯片内部和芯片外部程序存储器的选择信号。在FLASH 编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP) 。 XTAL1:芯片内振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:芯片内振荡器放大器的输出。
数控电压源与数控电流源设计
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
Vr D Vref Iout DAC Vout
MCU
D Vout N Vref 2
转换器位数N对输出电压分辨率的影响? 思考题:1.假如Vout的电压范围为0~-5V,如何通过电 路转换,变为-5V~5V范围 2.如何利用AD转换器实现电压幅度程控? 韶关学院电子系
Vin MCU D Vref Iout DAC Vout
5V MCU D Vref Iout DAC 射极 Vout 跟随 器
韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 1 DA转换器实现电压数控
5V
18V R1 1K Vin R2 1K R5 5K R4 1K R3 5K Vout RL
MCU
D Vref Iout DAC
韶关学院电子系
R3作用? 反馈的类型?
调节电阻R3可以运放的放大倍数。AU(空)=-(R3+R2)/R1 电压串联负反馈 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源 2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust Iadj 3 Rw 2 U0 R1 240
RW RW Vo (1 ) *1.25 I adj * RW (1 ) *1.25 R1 R1
Iadj小于100uA
改变RW可以改变输出的电压 韶关学院电子系
数控电压源与数控电流源
2 稳压芯片实现电压数控
LM317 1 Vin Vout Adjust 3 R1 R2 1k D0 1k R3 1k D1 R4 1k D2 D3 R5 1k D4 R6 1k R8 1k D5 R9 1k D6 D7 2 R Vo
一、数控电压源的原理
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数控直流电压源的设计、制作与调试范小虎一、引言:数控直流电压源是与普通直流电压源相比,具有输出电压不连续变化的特点并且能由数码管显示,可以由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增减输出电压。
本例设计的电压源输出电压的范围:0~+9.9V,步进0.1V,纹波不大于10mV,除具有以上显示控制功能外还能实现输出电压可预置在0~9.9V之间的任意一个值;用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进0.1V不变),以及通过接入单稳态电路,可以克服按键抖动引起的误动作,运用计数器的反馈清零接法,起到防止误操作的作用。
二、设计任务及要求:基本原理框图:1、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,自制一稳压直流电源,输出±15V,+5V。
2.发挥部分:(1)输出电压可预置在0~9.9V之间的任意一个值;(2)用自动扫描代替人工按键,实现输出电压变化(步进0.1V不变)三、方案的设计与选择数控部分的设计:将“+”、“-”信号接入CD4013单稳态电路,克服按键抖动引起的误操作,方波信号可用CD4060产生,利用CD4011及4069实现对CD192“+”、“-”计数的选通,然后通过CD4511译码后送入数码管显示。
(数控部分也可用单片机实现)D/A转换的设计:方案一:采用7805构成直流电源采用7805构成直流电源的电路如图所示,改变RP阻值使7805的公共端的电压在-5V到4.9V之间可调,则7805的输出端电压就可实现-0V-+9.9V之间可调了。
这种方案是利用了7805的输出端与公共端的电压固定为+5的特性来设计的。
但存在不好数控的问题。
方案二:采用7805与运放结合构成直流电源将2位BCD码的数字信号变换为模拟电压,可以采用集成D/A转换器(如DAC0832),也可采用分立的变形权电阻及运算放大器构成D/A。
其基本原理是运放的求和运算,其电阻值按8421比例选取,高位电流与低位电流成10倍关系,利用了7805的输出端与公共端的电压固定为+5的特性来设计的。
这种电路结构简单,成本低输出精度高,并且易于控制,还能由单片机对其操作实现功能扩展。
可调稳压部分:计算公式:Vo≈V1+V2=V IN R2/(R1+R2)+5R3/(R3+R5)由上式可见:Vo与Vin之间成线性关系,当Vin改变时,输出电压改变,Vin电压的基准点是可调的,其范围可从正电压到负电压。
若取R2=R3=2R1=2R4,则当Vin从-5V~+10V变化时,Vo可从0V~10V。
方案三:三端稳压电源LM317采用可调三端稳压电源构成直流可调电源的电路如图所示。
把图中的可变电阻RP用数字电位器来代替,就能实现数控了。
但由于三端稳压芯片LM317和LM337的输出电压不能从0V起调,输出公式:Vout=1.25×(1+R2/R1)。
所以,可以采用在输出的地方加两个二级管,利用PN节的固有电压来实现从0V起调,如图所示。
优点:该方案结构简单,使用方便,干扰和噪音小缺点:数字电位器误差较大,控制精度不够高,误差电压较大。
同时更重要的是几乎所有的数字电位器能够容忍的电流都在20mA以下。
所以,这种方案就被否决了。
经过比较分析,选用方案二。
四:工作原理分析电路整体框图:1、 数控部分:CD4060:与石英晶体(32768Hz)构成振荡器,经过212次分频得8Hz脉冲,获得连续步进的进位脉冲。
两片级联的CD40192十进制加减可逆计数器,利用震荡器产生的脉冲信号可以实现加减记数。
脉冲源电路:CD4013:双D触发器,在此接成单稳态电路,克服按键抖动引起的误动作。
D端接地,按下开关,Q由0→1,然后CD4013的端要通过电阻Rτ对电容Cτ充电,当Cτ两端的电压达到某个门槛电压V th 时,触发器S端为1,触发器发生翻转,使Q端输出高电频,CD4013重新进入稳态,RτCτ决定延时时间。
该电路同时起到消颤作用。
单稳态电路: 消颤波形图:CD4011:为四二输入与非门。
CD4069:反相器。
两者一起构成选通门,完成控制作用。
在数字电路中A*1=A,当与非门有一个输入为高电平的时候,与非门选通,输出为A 非,反之锁死。
当开关S1动作,S2不动作时。
由上分析可知,CD40192的CPD端(4脚)始终为高电平,CPU端(5脚)有输入脉冲信号,选通CD40192进行加运算,反之实行减运算。
选通电路:CD40192:十进制加减可逆计数器,当两片CD40192级联可构成100进制加减可逆计数器,该计数器也是数控部分的核心。
CD40192的真值表如下:清零MR 预置PL时钟CPU CPD预置数据输入D0 D1 D2D3输出Q0 Q1 Q2Q3H×× ×× × ××L L LLL L× × A B CDA B C DL H POS H× × ××加计数L H H POS× × ××减计数两片CD40192级联,第一片的进位端接第二片的CPU端,其退位端接第二片的CPD端。
加计数:CPD端为高电平,CPU端输入脉冲信号,CD40192进行加计数。
减计数:与加计数相反,两片CD40192的退位端要接出,经过一系列的非门和与非门接到两片芯片的清零端。
当减为0时,清零端为1,芯片清零,防止错误操作。
当长按“+”、“-”开关时,将实现自动扫描。
防误操作电路:按下置数开关,CD40192的LOAD端为1,通过拨动拨码开关置数。
CD4511:译码器。
将CD40192输出的二进制码转换成数字并在数码管上。
2、 D/A部分:电阻从左至右依次接D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7。
输入为0时,V REF=0;输入为1时,V REF=+5V。
接高位:D4=1,其他为0,V D4=-(R F/R)V REFD5=1,其他为0,V D5=1/2V D4D6=1,其他为0,V D6=1/4V D4D7=1,其他为0,V D5=1/8V D4接低位:D0=1,其他为0,等效电阻为2R、4R、8R、4.8R并联再与R串联。
V D0=1/16V D4。
通过电阻的比例关系形成8421,分别送入Q3Q2Q1Q0。
D/AⅡ为高位,D/AⅠ为低位,中间串联一个4.8R的电阻,使前后电流成10倍关系。
然后通过两级反向比例放大器对电压进行放大。
最后利用7805输出端与公共端的电压固定为+5的特性,搭建如图电路,实现输出0V~9.9V的电压。
五、调试1、数控部分:(1)接通电源,按“+”、“-”,观察数码管上的显示示数是否有误。
减为0时,实数一直显示为0。
(2)长按“+”、“-”,能否进行扫描。
(3)拨动拨盘开关,按LOAD开关,检查能否置数。
2、D/A部分:(1)调D/A部分a) D=0,先调节R37,使V o1=0V,再调节R43,使V o2=-5V。
b) D=10011001,先调节R f1,使V o1=990mV,再调节R f2,V o2=9.9V。
(重复(1)、(2)操作,直到调准为止)(2)调电源输出,接入7805电路,重复上述操作。
(4)接入数控部分,调节并记录输出电压,比较误差。
调试数据如下:显示示数输出电压误差显示示数输出电压误差0.00.000 3.9 3.90 6.40.10.09-0.01 4.0 4.01 6.70.20.19-0.01 4.1 4.12 6.90.30.29-0.01 4.2 4.22+0.020.40.400 4.3 4.32+0.020.50.500 4.6 4.63+0.030.60.600 4.9 4.92+0.020.70.69+0.01 5.1 5.11+0.010.80.800 5.2 5.2000.90.900 5.5 5.52+0.021.0 1.01+0.01 5.8 5.82+0.021.1 1.11+0.01 6.0 6.001.2 1.200 6.1 6.100 1.3 1.31+0.01 6.3 6.31+0.01 1.4 1.42+0.02 6.4 6.41+0.01 1.5 1.52+0.02 6.7 6.700 1.6 1.62+0.02 6.9 6.89-0.01 1.7 1.7007.17.11+0.01 1.8 1.8007.27.2001.9 1.9007.47.42+0.022.0 1.99-0.017.77.71+0.01 2.2 2.19-0.017.87.81+0.01 2.3 2.29-0.018.07.8-0.20 2.4 2.4008.17.96-0.25 2.5 2.5008.38.05-0.25 2.6 2.6008.48.15-0.25 2.7 2.71+0.018.68.36-0.24 2.8 2.79-0.018.88.55-0.252.9 2.89-0.018.98.66-0.243.0 2.99-0.019.08.75-0.25 3.1 3.09-0.019.18.84-0.26 3.2 3.2009.28.96-0.24 3.3 3.3009.49.15-0.25 3.4 3.41+0.019.59.27-0.233.5 3.51+0.019.69.36-0.243.6 3.61+0.019.79.45-0.253.7 3.71+0.019.89.56-0.243.8 3.8009.99.66-0.24输出电压波形图:※电压从8V开始误差增大,说明D4的电阻偏大,应减小。
3、纹波检测(带20Ω的负载)经示波器观察,纹波小于10Mv。
4、遇到的问题及解决方法:(1)调节D/A部分时,D=0,调节R43,V o2最大只能输出5.41V。
解决方法:首先要将两个反向比例放大器的负端调为0V,然后再进行调节。
(2)加入数控部分后,LM324的7脚输出电压不稳定。
解决方法:开始初调时,输入为0的端口不能悬空,应该接地。
(3)D=10011001,LM324的7脚的输出电压为-4.97V。
六、总结通过此次实验,对于数控直流电源的电路及工作原理有了深刻的理解,并且做出的作品达到了设计要求。
虽然方案不是亲手设计的,但对于选用的方案,基本弄得清楚明白。
在以后的实验中,争取能够独立设计出方案,这才是最终目标。