數(shù)字顯示可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)數(shù)字顯示可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)專 業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)班 級(jí)14電氣（2）班 學(xué)生姓名 陳沛波 指導(dǎo)教師 盛繼華 2014年2月-2014年6月浙江工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)成教學(xué)院（系） 電氣自動(dòng)化技術(shù) 專業(yè) 2014 級(jí) 1班 姓名 陳沛波畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 數(shù)字顯示可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 起止日期： 2016/04/2016/06/ 指導(dǎo)教師：盛繼華畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求（包括日程安排和進(jìn)度）：任務(wù)：1、學(xué)習(xí)病床呼叫控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，熟悉其工作原理，明確控制要求； 2、選擇PLC的病床控制系統(tǒng)的核心部件，完成系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)；3、完成控制系統(tǒng)中主要元件選型工作；

2、4、完成調(diào)試工作； 5、寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。要求：1重視畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，按時(shí)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)所規(guī)定的全部任務(wù)。2畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）完備、內(nèi)容正確、概念清楚、數(shù)據(jù)可靠、文字通順、書(shū)寫(xiě)工整，電路圖規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。3熟悉論文中相關(guān)內(nèi)容，答辯時(shí)正確地回答問(wèn)題。日程安排： 2017/2/152014/3/30 下達(dá)任務(wù)書(shū)，收集資料，熟悉控制要求 2014/4/12014/4/19 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 2014/4/202014/4/31 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試 2014/5/12014/5/14 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2014/5/152014/5/31 對(duì)設(shè)計(jì)及論文進(jìn)行整改和定稿2014/6/12014

3、/6/10 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯審查意見(jiàn)： 院（系）負(fù)責(zé)人： 年 月 日注 ：本任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)老師填寫(xiě)并經(jīng)審查后，復(fù)印一份交學(xué)生裝訂在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的封面之后，原件存主辦源（系、單位）。摘要隨著科技的發(fā)展，電氣、電子設(shè)備已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于日常、科研、學(xué)習(xí)等各 個(gè)方面。電源已經(jīng)成為電氣和電子設(shè)備中必不可少的能源供應(yīng)部件，對(duì)電源的研 究和開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為新技術(shù)、新設(shè)備開(kāi)發(fā)的重要環(huán)節(jié)，在推動(dòng)科技發(fā)展中起著重要 作用。 本文介紹了一種數(shù)字顯示連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方案，此方案應(yīng)用 7824及7924芯片組成穩(wěn)壓電源的電源模塊，用 ICL7107芯片組成了數(shù)顯模塊，最 終通過(guò)兩個(gè)模塊的連接實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào)直流穩(wěn)壓功能

4、。同時(shí)，本文還對(duì)電源模塊和 數(shù)顯模塊的基本原理，參數(shù)計(jì)算和性能指標(biāo)等進(jìn)行了分析講解。 這種電源價(jià)格便宜， 電路簡(jiǎn)單， 并且可通過(guò)旋鈕在-24V24V 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電壓， 使用方便、安全、穩(wěn)定性高。關(guān)鍵詞：穩(wěn)壓電源 A/D 轉(zhuǎn)換器 電源模塊 穩(wěn)壓模塊金華高級(jí)技師學(xué)院電氣工程專業(yè)（論文）目錄第一章 緒論 . 11.1 直流穩(wěn)壓電源的介紹 . 11.2 直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo) . 11.2.1 描述輸入交流電壓變化對(duì)輸出電壓影響的技術(shù)指標(biāo) . 11.2.2 描述負(fù)載變化對(duì)輸出電壓影響的技術(shù)指標(biāo) . 21.3 穩(wěn)壓電源的分類 . 3第二章 電源總體方案確定 . 52.1 電源模塊的選定 . 52.1.1

5、 晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路 . 52.1.2 用單片機(jī)制作的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源 . 52.1.3 采用三端集成穩(wěn)壓器電路 . 62.1.4 方案的確定 . 72.2 顯示模塊的選定 . 72.2.1 采用雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433 的方案 . 72.2.2 采用 ICL7107 的方案 . 72.2.3 方案確定 . 7第三章 電源模塊的設(shè)計(jì) . 83.1 三端穩(wěn)壓器的工作原理 . 83.2 穩(wěn)壓器的主要參數(shù) . 83.2.1 輸出電壓 V。 . 83.2.2 輸出電壓偏差 . 83.2.3 最大輸出電壓 ICM . 83.2.4 最小輸入電壓 Vimin . 93.2.5 最大輸人

6、電壓 Vimax . 93.2.6 最小輸入、輸出電壓差(Vi-Vo) .93.2.7 電壓調(diào)整率 SV . 93.2.8 電流調(diào)整率 Si . 93.2.9 輸出電壓溫漂 ST . 93.2.10 輸出阻抗 Z。 . 103.2.11 輸出噪聲電壓 VN . 103.3 7824 芯片的技術(shù)指標(biāo) . 103.4 7924 芯片的技術(shù)指標(biāo) . 113.5 電源模塊的確定 . 123.6 電路參數(shù)的計(jì)算 . 133.6.1 輸入電壓 Ui . 13 3.6.2 變壓器副邊的輸出電壓 U2 . 13 3.6.3 整流二極管及濾波電容 . 13 3.7 電源電路原理圖確定 . 14第四章 數(shù)顯模塊的

7、設(shè)計(jì) . 15 4.1 A/D 轉(zhuǎn)換器原理 . 15 4.2 ICL7107 簡(jiǎn)介 . 18 4.3 ICL7107 的管腳排列 . 18 4.4 ICL7107 功能說(shuō)明 . 21 4.4.1 模擬部分 . 21 4.4.2 數(shù)字部分 . 23 4.5 元器件的選擇 . 25 4.5.1 積分電阻 . 25 4.5.2 積分電容 . 25 4.5.3 自動(dòng)教校零電容 . 26 4.5.4 參考電容 . 26 4.5.5 振蕩器元件 . 26 4.5.6 參考電壓 . 264.5.7 ICL7107 的電源供電 . 26 4.6 數(shù)顯模塊電路原理圖確定 . 27 第五章 電路功能模塊的連接 .

8、 29 5.1 數(shù)顯模塊和電源模塊的連接 . 29 5.2 總電路原理圖圖 . 29 結(jié)束語(yǔ) . 30致謝 . 31 參考文獻(xiàn) . 32 附錄 . 33 附錄 1：總電路原理圖 . 33第一章1.1 直流穩(wěn)壓電源的介紹緒論 直流穩(wěn)壓電源又稱直流穩(wěn)壓器。它的供電電源大都是交流電源，當(dāng)交流供電電源 的電壓或負(fù)載電阻變化時(shí)，穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電源分 連續(xù)導(dǎo)電式與開(kāi)關(guān)式兩類。前者由變壓器把單相或三相交流電壓變到適當(dāng)值，然后 經(jīng)整流、濾波，獲得不穩(wěn)定的直流電源，再經(jīng)穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓(或電流)。這 種電源線路簡(jiǎn)單、紋波小、相互干擾小，但體積大、耗材多，效率低(常低于40 60)

9、。 后者以改變調(diào)整元件(或開(kāi)關(guān))的通斷時(shí)間比來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓， 從而達(dá)到穩(wěn)壓。 這類電源功耗小，效率可達(dá)85左右。所以，80年代以來(lái)發(fā)展迅速。從工作方式上 可分為：可控整流型。用改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間來(lái)調(diào)整輸出電壓。斬波型。輸 入是不穩(wěn)定的直流電壓，以改變開(kāi)關(guān)電路的通斷比得到單向脈動(dòng)直流，再經(jīng)濾波后 得到穩(wěn)定直流電壓。變換器型。不穩(wěn)定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電， 再經(jīng)變壓、整流、濾波后，從所得新的直流輸出電壓取樣，反饋控制逆變器工作頻 率，達(dá)到穩(wěn)定輸出直流電壓的目的。1.2 直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)衡量一臺(tái)穩(wěn)壓電源的好壞，一方面要從功能角度來(lái)看，即容量大小(輸出電壓和 輸出電流)、調(diào)節(jié)范圍大

10、小、效率高低等，人們稱其為使用指標(biāo)或性能指標(biāo);另一方 面要從外觀、形狀、體積、重量等直觀形象來(lái)看，這些稱為電氣指標(biāo);更重要的是要 看它的質(zhì)量高低，即輸出電壓的穩(wěn)定度等，一般稱為質(zhì)量指標(biāo)。下面重點(diǎn)介紹質(zhì)量 指標(biāo)。1.2.1 描述輸入交流電壓變化對(duì)輸出電壓影響的技術(shù)指標(biāo)(1)穩(wěn)壓系數(shù) 穩(wěn)壓系數(shù)有絕對(duì)穩(wěn)壓系數(shù)和相對(duì)穩(wěn)壓系數(shù)兩種。絕對(duì)穩(wěn)壓系數(shù)表示負(fù)載不變而 輸入交流電壓變化時(shí)， 穩(wěn)壓電源輸出直流電壓變化量U0 與輸入交流電壓變化量Ui 之比，即K=?U 0 ?U i(式 1.1)它表示輸入交流電壓變化U，引起輸出電壓變化U0 越小輸出電壓就越穩(wěn)定。 這種表示方法在工程中常常用到。相對(duì)穩(wěn)壓系數(shù)表示負(fù)載不

11、變時(shí)，穩(wěn)壓電源輸出直 流電壓 U0 的相對(duì)變化量U0/ U0 與輸入交流電壓 U，的相對(duì)變化量Ui/ U0 之比，即?U 0 S= ?U iU0 Ui（式 1.2）(2)電壓調(diào)整率 電壓調(diào)整率表示負(fù)載電流為額定值時(shí)輸入交流電壓在額定值上下變化 ± 10%時(shí)， 穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對(duì)變化量(百分?jǐn)?shù))，即Su =?U 0 × 100% U0（式 1.3)一般直流穩(wěn)壓電源的電壓調(diào)整率為 1%，0.1%，0.01%等。有的也可以用絕對(duì)值表 示。1.2.2 描述負(fù)載變化對(duì)輸出電壓影響的技術(shù)指標(biāo)(1)負(fù)載調(diào)整率(也稱電流調(diào)整率) 在交流電源額定電壓的條件下，負(fù)載電流從零變化到最大時(shí)，輸

12、出電壓的最大 相對(duì)變化量，用百分?jǐn)?shù)表示。 ?U i/ ×100% U0Si =(式 1.4)(2)輸出電阻(也稱內(nèi)阻) 在額定輸出電壓的條件下，負(fù)載電流變化 ?I L 引起輸出電壓變化U0，則輸出電 阻為R0 = ?U 0 ?I L(式 1.5)(3)紋波電壓(現(xiàn)稱周期和隨機(jī)漂移，用 PARD 表示) 1）最大紋波電壓 在額定輸出電壓和額定輸出電流條件下，輸出紋波(包括噪聲)電壓的絕對(duì)值大 小，通常以峰值或有效值表示。 2）紋波系數(shù) 在額定輸出電壓和額定電流條件下，輸出紋波電壓的有效值 Urms 與輸出直流電 壓 U0 之比，即=U rms ×100% U0(式 1.6)(

13、4)溫度漂移和溫度系數(shù) 環(huán)境溫度的變化會(huì)影響元器件參數(shù)的變化，從而引起穩(wěn)壓電源輸出電壓的變化， 稱為溫度漂移。常用溫度系數(shù)表示溫度漂移的大小，溫度每變化 1 0 C 所引起輸出電 壓值的變化 ?U uT 稱為絕對(duì)溫度系數(shù)，單位是 V/ 0 C 或 mV/ 0 C。溫度每變化 1 0 C 所引 起的輸出電壓相對(duì)變化U0r/ U0T 稱為相對(duì)溫度系數(shù)，單位是%/ 0 C。 (5)漂移 穩(wěn)壓電源在輸入電壓、負(fù)載電流和環(huán)境溫度保持一定的情況下，經(jīng)過(guò)一定的工 作時(shí)間后元器件參數(shù)的不穩(wěn)定也會(huì)造成輸出電壓的變化，慢變化叫做漂移，快變化 叫噪聲。在一般使用中只考慮漂移就可以了。 表示漂移的方法有兩種，一種是用

14、指定時(shí)間內(nèi)輸出電壓值的變化U0 來(lái)表示;另一種 是用指定時(shí)間內(nèi)輸出電壓的相對(duì)變化Uot/Uo、來(lái)表示?？疾炱茣r(shí)間可以定為 1 分 鐘、10 分鐘、1 小時(shí)、8 小時(shí)或更長(zhǎng)。1.3 穩(wěn)壓電源的分類現(xiàn)代應(yīng)用的穩(wěn)壓電源的種類比較多，分類方式也很多。 按穩(wěn)定對(duì)象分有交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源。是交流還是直流要看穩(wěn)壓電源 的輸出電壓是交流還是直流。 按穩(wěn)定方式分，有參數(shù)穩(wěn)壓電源和反饋調(diào)整穩(wěn)壓電源。參數(shù)穩(wěn)壓電源電路簡(jiǎn)單， 利用元件的非線性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。比如，用一只電阻和一只可控硅穩(wěn)壓管 就能構(gòu)成參數(shù)穩(wěn)壓電源。反饋調(diào)整型穩(wěn)壓電源是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)，它 根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓的變化量，經(jīng)過(guò)

15、取樣、比較放大、再反饋給控制調(diào)整元件， 使輸出電壓得到補(bǔ)償而趨于原值，從而達(dá)到穩(wěn)定。此電路較復(fù)雜，但穩(wěn)定度高。 按穩(wěn)壓電源的調(diào)整元件與負(fù)載的聯(lián)接方式來(lái)分類，可以分為并聯(lián)穩(wěn)壓電源和串 聯(lián)穩(wěn)壓電源兩種。調(diào)整元件與負(fù)載并聯(lián)的叫并聯(lián)穩(wěn)壓電源或分流穩(wěn)壓電源，它通過(guò) 改變調(diào)整管元件流過(guò)的電流的多少來(lái)適應(yīng)輸入電網(wǎng)電壓的變化及負(fù)載電流的變化， 以保持輸出電壓的穩(wěn)定。這種穩(wěn)壓電源效率較低，只有某些專用場(chǎng)合才適用。調(diào)整 元件與負(fù)載串聯(lián)的穩(wěn)壓電源叫做串聯(lián)穩(wěn)壓電源。在這種穩(wěn)壓電源中，調(diào)整元件串聯(lián) 在輸入端和輸出端之間，輸出電壓就依靠調(diào)整元件改變自身的等效電阻來(lái)維持恒定。 按調(diào)整元件分，有輝光放電管穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓管穩(wěn)壓

16、電源，電子管穩(wěn)壓電源， 晶體管穩(wěn)壓電源，可控硅穩(wěn)壓電源等。按調(diào)整元件的工作狀態(tài)分，有線性穩(wěn)壓電源 和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。所謂線性穩(wěn)壓，就是其調(diào)整管工作在線性放大區(qū)。這種穩(wěn)壓電源的主要優(yōu)點(diǎn)是調(diào)壓范圍寬、穩(wěn)定度高，但變換效率低;開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的調(diào)整管工作在 開(kāi)關(guān)狀態(tài)，主要的優(yōu)越性就是變換效率高，可達(dá) 70%一 95%。 根據(jù)需要， 還可以有其他分類方法， 例如集成電極輸出型、 發(fā)射極輸出型;高壓、 低壓;通用、專用等。第二章所研究穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)如下： 輸入電壓： 輸出電壓：電源總體方案確定本課題要求電源可靠性高，電壓調(diào)節(jié)方便，并且電壓顯示正確、穩(wěn)定。 220V 交流電壓； -24V24V 直流電壓；2

17、.1 電源模塊的選定電源的設(shè)計(jì)方法有很多種,比較簡(jiǎn)單的有三種。2.1.1 晶體管串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電路電路框圖如圖2.1 所示,該電路中,輸出電壓UO經(jīng)取樣電路取樣后得到取樣電壓, 取樣電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較得到誤差電壓,該誤差電壓對(duì)調(diào)整管的工作狀態(tài)進(jìn)行 調(diào)整,從而使輸出電壓發(fā)生變化,該變化與由于供電電壓UI 發(fā)生變化引起的輸出電壓 的變化正好相反,從而保證輸出電壓UO 為一恒定值(穩(wěn)壓值) 。因輸出電壓要求從0V 起實(shí)現(xiàn)連續(xù)可調(diào),因此要在基準(zhǔn)電壓處設(shè)計(jì)一輔助電源,用以控制輸出電壓能夠從0V 開(kāi)始調(diào)節(jié)。圖 2.1 串聯(lián)式穩(wěn)壓電源電路圖單純的串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源電路是很簡(jiǎn)單的,但增加了輔助電源后,電路

18、比較復(fù) 雜,由于都采用分立元件,電路的可靠性也難以保證。2.1.2 用單片機(jī)制作的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源該電路采用可控硅作為第一級(jí)調(diào)壓元件,用穩(wěn)壓電源芯片LM317、LM337 作為第 二級(jí)調(diào)壓元件,通過(guò)AT89CS51 單片機(jī)控制繼電器來(lái)改變電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值,從而改變 調(diào)壓元件的外圍參數(shù),并加上軟啟動(dòng)電路,獲得024V電壓,驅(qū)動(dòng)能力可達(dá)1A ,同時(shí)可 以顯示電源電壓值和輸出電流值的大小。其硬件電路主要包括變壓器、整流濾波電 路、壓差控制電路、穩(wěn)壓及輸出電壓控制電路、電壓電流采樣電路、掉電前重要數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)電路、單片機(jī)、鍵盤(pán)顯示等幾部分,硬件部分原理圖如圖2.2所示。圖 2.2 用單片機(jī)制作的直流穩(wěn)壓電

19、源電路圖正、 負(fù)端壓差控制電路的作用是減少LM317 和LM337 輸入端和輸出端的壓差以降 低LM317 和LM337 的功耗。穩(wěn)壓電路由三端穩(wěn)壓芯片LM317(負(fù)壓用LM337) 及外圍器 件組成,輸出電壓控制電路采用繼電器控制的電阻網(wǎng)絡(luò)。電阻網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)電阻都需要 精密匹配,電阻的精密程度直接影響輸出電壓的精度。電壓電流采樣電路由單片機(jī)控 制實(shí)時(shí)對(duì)當(dāng)前電壓電流進(jìn)行采樣,以修正輸出電壓值。掉電前重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路用以 保存當(dāng)前設(shè)置的電壓值,可以方便用戶在重新上電后不用設(shè)置,而且也不會(huì)因?yàn)殡妷?值過(guò)高損壞用戶設(shè)備。該電源穩(wěn)定性好、精度高,并且能夠輸出±24V 范圍內(nèi)的可調(diào)直流電壓,且其

20、性能優(yōu)于傳統(tǒng)的可調(diào)直流穩(wěn)壓電源,但是電路比較復(fù)雜, 成本較高,使用于要求較高的場(chǎng)合。2.1.3 采用三端集成穩(wěn)壓器電路該電路框圖如圖2.3所示, 它采用輸出電壓可調(diào)且內(nèi)部有過(guò)載保護(hù)的三端集成 穩(wěn)壓器,輸出電壓調(diào)整范圍較寬,設(shè)計(jì)一電壓補(bǔ)償電路可實(shí)現(xiàn)輸出電壓從連續(xù)可調(diào), 因要求電路具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力,須設(shè)計(jì)一軟啟動(dòng)電路以適應(yīng)所帶負(fù)載的啟動(dòng)性 能。該電路所用器件較少,成本低且組裝方便,可靠性高。圖 2.3 集成穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)2.1.4 方案的確定根據(jù)要求，我們要實(shí)現(xiàn)-24V24V 連續(xù)可調(diào)，這種要求屬于日常應(yīng)用，因此我們 就要做到盡量使電源制作簡(jiǎn)單，成本低廉，穩(wěn)定性和精確性較高即可，第 3 種

21、方案 正好能滿足要求，因此，選定采用三端集成穩(wěn)壓器組成穩(wěn)壓電路。2.2 顯示模塊的選定為了使穩(wěn)壓電源在使用中更加簡(jiǎn)便和更具人性化，增加一個(gè)數(shù)字電壓顯示模塊 是一個(gè)既簡(jiǎn)單又實(shí)用的方法。 對(duì)于數(shù)顯模塊的選擇，我們主要有兩種方案。2.2.1 采用雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433 的方案采用雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 MC14433，它有多路調(diào)制的 BCD 碼輸出端和超量程輸出 端，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但芯片只能完成 A/D 轉(zhuǎn)換功能，要實(shí) 現(xiàn)顯示功能還需配合其它驅(qū)動(dòng)芯片等，使得整部分硬件電路板布線復(fù)雜，加重了電 路設(shè)計(jì)和實(shí)際焊接的工作。2.2.2 采用 ICL7107 的方案采用雙

22、積分 A/D 轉(zhuǎn)換器 ICL7107，它是大規(guī)模集成芯片，將模擬電路和數(shù)字電路 集成在一個(gè)有 40 個(gè)功能端的電路內(nèi)， 包含了 A/D 轉(zhuǎn)換、 邏輯控制、譯碼驅(qū)動(dòng)等電路， 只需外接少量元件就能組成三位半數(shù)字電壓表。電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，電路板布線不復(fù)雜， 便于焊接、調(diào)試。 電源采用穩(wěn)壓電源提供的±5V 輸出，顯示部分采用共陽(yáng)極數(shù)碼管。2.2.3 方案確定由于采用 ICL7107 芯片連接簡(jiǎn)單，材料便宜并且較精確，因此，在此次設(shè)計(jì)中 采用 ICL7107 芯片組成的顯示模塊電路作為數(shù)顯模塊。第三章 電源模塊的設(shè)計(jì)在第二章中，我們已經(jīng)確定使用三端穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓電路，在三端穩(wěn)壓器中最 常用的就是

23、78XX 和 79XX 系列芯片，這種芯片的特點(diǎn)是價(jià)格低廉，穩(wěn)壓性能好， 組成電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，又因?yàn)槲覀冸娫捶秶?24V24V，因此穩(wěn)壓電路我們就選用 7824 和 7924 芯片組成。3.1 三端穩(wěn)壓器的工作原理三端集成穩(wěn)壓器大多采用串聯(lián)穩(wěn)壓方式。從圖3.1所示方框圖中可以看出，它由 啟動(dòng)電路、基準(zhǔn)電路、誤差放大器、調(diào)整管、取樣電阻及保護(hù)電路等組成。它與分 立元件的串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓器電路工作原理完全相同。78XX、 圖 3.1 78XX、79XX 穩(wěn)壓集成電路原理框圖3.2 穩(wěn)壓器的主要參數(shù) 3.2.1 輸出電壓 V。輸出電壓是指穩(wěn)壓器的各工作參數(shù)符合規(guī)定時(shí)的輸出電壓值。對(duì)于固定輸出穩(wěn)壓 器，

24、它是常數(shù);對(duì)于可調(diào)式輸出穩(wěn)壓器，它是輸出電壓范圍。 。3.2.2 輸出電壓偏差對(duì)于固定輸出穩(wěn)壓器，實(shí)際輸出的電壓值和規(guī)定的輸出電壓 Vo 之間往往有一定的 偏差。這個(gè)偏差值一般用百分比表示，也可以用電壓值表示。3.2.3 最大輸出電壓 ICM最大輸出電流指穩(wěn)壓器能夠保持輸出電壓不變的最大電流。3.2.4 最小輸入電壓 Vimin輸人電壓值在低于最小輸入電壓值時(shí)，穩(wěn)壓器將不能正常工作。3.2.5 最大輸人電壓 Vimax最大輸入電壓是指穩(wěn)壓器安全工作時(shí)允許外加的最大電壓值。3.2.6 最小輸入、輸出電壓差(Vi-Vo)它是指穩(wěn)壓器能正常工作時(shí)的輸入電壓 U 與輸出電壓八是最小電壓差值。3.2.7

25、 電壓調(diào)整率 SV電壓調(diào)整率是指當(dāng)穩(wěn)壓器負(fù)載不變而輸入的直流電壓變化時(shí)，所引起的輸出 電壓的相對(duì)變化量。SV 常用下式表示:Sv =式中:Vo輸出電壓變化量; Vi輸入電壓變化量。?V × 100%(% / v ) ?V ? ?V（式 3.1）電壓調(diào)整率有時(shí)也用某一輸入電壓變化范圍內(nèi)的輸出電壓變化量表示。 電壓調(diào)整車用來(lái)表征穩(wěn)壓器維持輸出電壓不變的能力。3.2.8 電流調(diào)整率 Si電流調(diào)整率是指，當(dāng)輸入電壓保持不變而輸出電流在規(guī)定范圍內(nèi)變化時(shí)，穩(wěn)壓器 輸出電壓相對(duì)變化的百分比，可用下式表示:Si =?Vo × 100 % Vo（式 3.2）電流調(diào)整率有時(shí)也用負(fù)載電流變化時(shí)輸

26、出電壓的變化量來(lái)表示。3.2.9 輸出電壓溫漂 ST輸出電壓溫漂也稱輸出電壓的溫度系數(shù)。其定義為，在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，當(dāng) 輸入電壓和輸出電流不變時(shí)，單位溫度變化引起的輸出電壓變化量，用公式表達(dá)為:ST =?Vo × 100% ?T ? Vo（式 3.3）式中:T溫度變化量。3.2.10 輸出阻抗 Z。輸出阻抗指，在規(guī)定的輸入電壓和輸出電流的條件下，在輸出端上所測(cè)得的交 流電壓與交流電流之比，即Zo =dV o dI o（式 3.4）輸出阻抗反映了在動(dòng)態(tài)負(fù)載狀態(tài)下，穩(wěn)壓器的電流調(diào)整率。3.2.11 輸出噪聲電壓 VN它是指當(dāng)穩(wěn)壓器輸入端無(wú)噪聲電壓進(jìn)入時(shí)，在其輸出端所測(cè)得的噪聲電壓值。

27、輸出噪聲電壓是由穩(wěn)壓器內(nèi)部產(chǎn)生的，它對(duì)許多負(fù)載是有害的。3.3 7824 芯片的技術(shù)指標(biāo)7824 芯片參數(shù)如下圖所示圖 3.2 7824 芯片參數(shù)3.4 7924 芯片的技術(shù)指標(biāo)7924 芯片參數(shù)如下圖所示圖 3.3 7924 芯片參數(shù)3.5 電源模塊的確定7824、7924芯片都是定值穩(wěn)壓芯片，而我們要求的是連續(xù)可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源， 因此我們必須要設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使7824和7924組成的穩(wěn)壓電路可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能。7824、7924穩(wěn)壓集成電路 圖3.4 7824、7924穩(wěn)壓集成電路電路如圖3.4所示，由變壓器輸出交流雙向電壓經(jīng)橋式整流對(duì)整流，C1、C2濾波 得到一直流電壓，其中變壓器雙電源

28、的中心抽頭作為公共接地端，然后分別把該直 流電壓正負(fù)極接入7824的1腳和7924的3腳。7824的3腳接到電位器 w2的滑動(dòng)觸片“d” 上，7924的1腳接到電位器 w1的滑動(dòng)觸片“c”上。當(dāng)將觸片“c”滑到“0”端接地 時(shí)，調(diào)節(jié) w2，即可從“a”端得到正向可變電壓；若將觸片“d”滑到“0”端接地，調(diào)節(jié) w1，在“b”端就可得到負(fù)向可變電壓，將 w1、w2換成同軸電位器，將獲得正 負(fù)對(duì)稱的可調(diào)電源，輸出電壓值連續(xù)可調(diào)，可達(dá)到同步調(diào)節(jié)的目的。3.6 電路參數(shù)的計(jì)算 3.6.1 輸入電壓 Ui輸出電壓 U0 應(yīng)與穩(wěn)壓電源要求的輸出電壓的大小范圍相同，穩(wěn)壓電路的最大允 許電流 ICM<I0

29、max,穩(wěn)壓電路的輸入電壓范圍為Uo max + (Ui ? Uo) min Ui Uo min + (Ui ? Uo ) max式中：Uomax最大輸出電壓 Uomin最小輸出電壓 （Ui-Uo)min穩(wěn)壓塊最小輸入輸出壓差 （Ui-Uo)max穩(wěn)壓塊最大輸入輸出壓差 通常情況下我們?nèi)≥斎腚妷?Ui 比輸出電壓 Uo 大 6V（式 3.5）3.6.2 變壓器副邊的輸出電壓 U2通常根據(jù)變壓器副邊輸出的功率 Po 來(lái)選擇變壓器。對(duì)于容性的負(fù)載，變壓器副 邊的輸出電壓 U2 與穩(wěn)壓器輸入電壓 Ui 的關(guān)系為Ui min Ui max U2 (1.1 1.2) (1.1 1.2)副邊電流的取值標(biāo)準(zhǔn)

30、為（式 3.6）I 2 > Io max3.6.3 整流二極管及濾波電容整流二極管 VD 的反向擊穿電壓 URM 應(yīng)滿足URM > 2U 2（式 3.7）（式 3.8）額定工作電流 IF 應(yīng)滿足IF > Io max濾波電容 C 的容量估算公式為（式 3.9）C>Ict ?Uip ? p（式 3.10）式中：Uip-p穩(wěn)壓器輸入端紋波電壓的峰-峰值 Ic電容 C 放電電流 t電容 C 放電時(shí)間，t=T/2=0.01S 濾波電容 C 的耐壓值應(yīng)大于 2U 2 ，也可用下式估算T Io max 2 C (3 5) Ui min（式 3.11）3.7 電源電路原理圖確定根據(jù)以

31、上各式確定數(shù)值后，電路圖如下：圖 3.5 電源電路原理圖第四章數(shù)顯模塊的設(shè)計(jì)電源模塊設(shè)計(jì)完成后，接下來(lái)就是數(shù)顯模塊的設(shè)計(jì)。根據(jù)前面介紹我們選定了 ICL7107 芯片作為數(shù)顯模塊，ICL7107 是一個(gè) 3 位半 A/D 轉(zhuǎn)換器，是常用的數(shù)顯模塊 芯片，本模塊設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就是了解它的原理，確定他的參數(shù)參數(shù)，選擇元器件并設(shè) 計(jì)出電路。4.1 A/D 轉(zhuǎn)換器原理隨著數(shù)字技術(shù)，特別是信息技術(shù)的飛速發(fā)展與普及，在現(xiàn)代控制、通信及檢測(cè) 等領(lǐng)域，為了提高系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對(duì)信號(hào)的處理廣泛采用了數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)。由 于系統(tǒng)的實(shí)際對(duì)象往往都是一些模擬量（如溫度、壓力、位移、圖像等） ，要使計(jì)算 機(jī)或數(shù)字儀表能識(shí)別、

32、處理這些信號(hào)，必須首先將這些模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 而經(jīng)計(jì)算機(jī)分析、處理后輸出的數(shù)字量也往往需要將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)模擬信號(hào)才能為 執(zhí)行機(jī)構(gòu)所接受。這樣，就需要一種能在模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間起橋梁作用的電 路-模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器。 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱 a/d 轉(zhuǎn)換器或 adc,analog to digital converter）,它主要用以下三種方法實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換：逐次逼 近法、雙積分法、電壓頻率轉(zhuǎn)換法。 (1)逐次逼近法 逐次逼近式 A/D 是比較常見(jiàn)的一種 A/D 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換的時(shí)間為微秒級(jí)。 采用逐次逼近法的 A/D 轉(zhuǎn)換器是由一個(gè)比較器、D/A 轉(zhuǎn)

33、換器、緩沖寄存器及控制邏輯 電路組成，如圖 4.1 所示。 基本原理是從高位到低位逐位試探比較，好像用天平稱物體，從重到輕逐級(jí)增減砝 碼進(jìn)行試探。圖 4.1 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器原理框圖逐次逼近法轉(zhuǎn)換過(guò)程是：初始化時(shí)將逐次逼近寄存器各位清零；轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)， 先將逐次逼近寄存器最高位置 1，送入 D/A 轉(zhuǎn)換器，經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換后生成的模擬量送入 比較器，稱為 Vo，與送入比較器的待轉(zhuǎn)換的模擬量 Vi 進(jìn)行比較，若 Vo<Vi，該位 1 被 保留，否則被清除。然后再置逐次逼近寄存器次高位為 1，將寄存器中新的數(shù)字量送 D/A 轉(zhuǎn)換器，輸出的 Vo 再與 Vi 比較，若 Vo<Vi

34、，該位 1 被保留，否則被清除。重復(fù)此 過(guò)程，直至逼近寄存器最低位。轉(zhuǎn)換結(jié)束后，將逐次逼近寄存器中的數(shù)字量送入緩 沖寄存器，得到數(shù)字量的輸出。逐次逼近的操作過(guò)程是在一個(gè)控制電 的控制下進(jìn)行的。 (2)雙積分法 采用雙積分法的 A/D 轉(zhuǎn)換器由電子開(kāi)關(guān)、積分器、比較器和控制邏輯等部件組 成。如圖 4.2 所示。 基本原理是將輸入電壓變換成與其平均值成正比的時(shí)間間隔，再把此時(shí)間間隔轉(zhuǎn)換 成數(shù)字量，屬于間接轉(zhuǎn)換。圖 4.2 雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換的原理框圖雙積分法 A/D 轉(zhuǎn)換的過(guò)程是： 先將開(kāi)關(guān)接通待轉(zhuǎn)換的模擬量 Vi， i 采樣輸入到積 V 分器，積分器從零開(kāi)始進(jìn)行固定時(shí)間的正向積分，時(shí)間到后，

35、開(kāi)關(guān)再接通與 Vi 極性相反的基準(zhǔn)電壓 VREF，將 VREF 輸入到積分器，進(jìn)行反向積分，直到輸出為 0V 時(shí)停 止積分。Vi 越大，積分器輸出電壓越大，反向積分時(shí)間也越長(zhǎng)。計(jì)數(shù)器在反向積分時(shí) 間內(nèi)所計(jì)的數(shù)值，就是輸入模擬電壓 Vi 所對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)了 A/D 轉(zhuǎn)換。 (3)電壓頻率轉(zhuǎn)換法 采用電壓頻率轉(zhuǎn)換法的 A/D 轉(zhuǎn)換器，由計(jì)數(shù)器、控制門及一個(gè)具有恒定時(shí)間的 時(shí)鐘門控制信號(hào)組成，如圖 4.3 所示。 它的工作原理是 V/F 轉(zhuǎn)換電路把輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成與模擬電壓成正比的脈沖信 號(hào)圖 4.3 電壓頻率式 A/D 轉(zhuǎn)換原理框圖電壓頻率轉(zhuǎn)換法的工作過(guò)程是：當(dāng)模擬電壓 Vi 加到 V/F

36、 的輸入端，便產(chǎn)生頻率 F 與 Vi 成正比的脈沖，在一定的時(shí)間內(nèi)對(duì)該脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，時(shí)間到，統(tǒng)計(jì)到計(jì)數(shù)器的 計(jì)數(shù)值正比于輸入電壓 Vi，從而完成 A/D 轉(zhuǎn)換ICL7107 4.2 ICL7107 簡(jiǎn)介ICL7107 是高性能、低功耗的三位半 A/D 轉(zhuǎn)換器電路。它包含有七段譯碼器、顯 示驅(qū)動(dòng)器、參考源和時(shí)鐘系統(tǒng)。ICL7107 可直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED） 。 ICL7107 將高精度、通用性和真正的低成本很好的結(jié)合在一起，它有低于 10V 的自動(dòng)校零功能，零漂小于 1V/ C，低于 10pA 的輸入電流，極性轉(zhuǎn)換誤差小于一 個(gè)字。真正的差動(dòng)輸入和差動(dòng)參考源在各種系統(tǒng)中都很有用。在用于測(cè)試

37、量負(fù)載但 愿、壓力規(guī)管和其他橋式傳感器時(shí)會(huì)有更突出的優(yōu)點(diǎn)。另外，只要用十個(gè)左右的無(wú) 源元件和一個(gè) LED 屏就可以與 ICL7107 構(gòu)成高性能的儀表面板，實(shí)現(xiàn)了低成本和單 電源工作。O4.3 ICL7107 的管腳排列ICL7107 的管腳排列如圖 4.4 所示圖 4.4 ICL7107 的管腳排列圖各管腳說(shuō)明如下： 1 端： U+ =5V，電源正端。 26 端： U- =5V ，電源負(fù)端。 19 端：1 ab4， 千位數(shù)筆段驅(qū)動(dòng)輸出端， 由于 3 位的計(jì)數(shù)滿量程顯示為 “1999” 所以 ab4 ， 2輸出端應(yīng)接千位數(shù)顯示器顯示“1”字的 b 和 c 筆段。 20 端： POL，極性顯示端

38、（負(fù)顯示） ，與千位數(shù)顯示器的 g 筆段相連接（或另行設(shè)置的 負(fù)極性筆段） 。當(dāng)輸入信號(hào)的電壓極性為負(fù)時(shí)，負(fù)號(hào)顯示，如“19.99” ；當(dāng)輸入信號(hào)的電壓極性為正時(shí)，極性負(fù)號(hào)不顯示如“19.99” 。 21 端： BP，液晶顯示器背電極，與正負(fù)電源的公共地端相連接。 27 端： INT，積分器輸出端，外接積分電容 C 。 28 端： BUFF，輸入緩沖放大器的輸出端，外接積分電阻 R 。 29 端： AZ，積分器和比較器的反相輸入端，接自校零電容 C AZ 。 30、31 端： INLO、 INHI，輸入電壓低、高端。由于兩端與高阻抗 CMOS 運(yùn)算放大器相連接， 可以忽略輸入信號(hào)的注入電流，輸

39、入信號(hào)應(yīng)經(jīng)過(guò) 1M ? 電阻和 0.01 ?F 電容組成的濾 波電路輸入，以濾除干擾信號(hào)。 28 端： 個(gè)位數(shù)顯示器的筆段驅(qū)動(dòng)輸出端，各筆段輸出端分別與個(gè)位數(shù)顯示器對(duì)應(yīng)的筆 段 ag 相連接。 914、25 端： 十位數(shù)顯示器的筆段驅(qū)動(dòng)輸出端，各筆段輸出端分別與十位數(shù)顯示器對(duì)應(yīng)的筆 段 ag 相連接。 1518、2224 端： 百位數(shù)顯示器的筆段驅(qū)動(dòng)輸出端，各筆段輸出端分別與百位數(shù)顯示器對(duì)應(yīng)的筆 段 ag 相連接。 32 端： COM，模擬公共電壓設(shè)置端，一般與輸入信號(hào)的負(fù)端，負(fù)基準(zhǔn)電壓端相接。 33、34 端： C REF ? 、 C REF + ，基準(zhǔn)電容負(fù)壓、正壓端，它被充電的電壓在反相

40、積分時(shí)，成為基準(zhǔn)電壓，通常取 C REF =0.1 ?F 。 35、36 端： REFLO、 REFHI，外接基準(zhǔn)電壓低、高位端，由電源電壓分壓得到。 37 端： TEST，數(shù)字地設(shè)置端及測(cè)試端，經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的 500 ? 電阻與 GND 相連。 38、39、40 端： OSC13 ，產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖的振蕩器的引出端，外接 R1、C1 元件。振蕩 器主振頻率 f OSC 與 R1C1 的關(guān)系為f OSC =0 . 45 R 1C 1（式 4.1）4.4 ICL7107 功能說(shuō)明 4.4.1 模擬部分圖 4.5 表示 ICL7107 的模擬部分。 每個(gè)測(cè)試周期分為 3 個(gè)階段， 他們分別是 1） 自

41、動(dòng)校零階段（A-Z） 2）信號(hào)積分階段（INT） 3）反向積分階段（DE） 。圖 4.5 ICL7107 的模擬部分框圖(1)自動(dòng)校零階段 在自動(dòng)校零階段做三件事。第一， 內(nèi)部高端輸入和低端輸入與外部管腳脫開(kāi)，在內(nèi)部與模擬公共管腳短接。第二， 參考電容充電到參考電壓值。第三，(1)圍繞整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)閉合回路，對(duì)自動(dòng)校零電容 CAZ 進(jìn)行充電，以補(bǔ)償緩沖放大器、 積分器和比較器的失調(diào)電壓。由于比較器包含在回路中，因此自動(dòng)校零的精度僅受 限于系統(tǒng)噪聲。任何情況下，折合到輸入端的失調(diào)電壓小于 10V。 (2)信號(hào)積分階段 在信號(hào)積分階段，自動(dòng)校零回路斷開(kāi)，內(nèi)部接點(diǎn)也脫開(kāi)，內(nèi)部高輸入端和低輸 入端與

42、外部管腳相連。轉(zhuǎn)換器將 IN HI 和 IN LO 之間輸入的差動(dòng)輸入電壓進(jìn)行一固 定時(shí)間的積分，此差動(dòng)輸入電壓可以在一很寬的共模范圍內(nèi)：與正負(fù)電源的差距 各為 1V 之內(nèi)。另一方面，若該輸入信號(hào)相對(duì)于轉(zhuǎn)換器的電源電壓沒(méi)有回轉(zhuǎn)，可將 IN LO 連接到模擬公共端上，以建立正確的共模電壓。在此積分階段的最后，積分信號(hào) 的極性也已經(jīng)確定了。 (3)反向積分階段 最后的一個(gè)階段是反向積分階段。低端輸入在芯片內(nèi)部連接到模擬公共端，高 端輸入通過(guò)先前已充電的參考電容進(jìn)行連接，內(nèi)部電路能使電容的極性正確地連接 以確保積分器的輸出能回到零。積分器的輸出回到零的時(shí)間正比于輸入信號(hào)的大小。由于正負(fù)輸入電壓而在參

43、考電容上造成的電壓差異會(huì)導(dǎo)致反轉(zhuǎn)誤差。然而通過(guò)選擇 電容，使得它比分布電容大許多，則最壞的情況下的誤差可以控制在 0.5 個(gè)顯示字 之內(nèi)。 (6)模擬公共端 此管腳主要是為在電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合或輸入信號(hào)相對(duì)與供電代能源是浮動(dòng)的 系統(tǒng)中建立一個(gè)公共電壓而設(shè)置的。COMMON 管腳設(shè)置的電壓比正源約低 2.8V，這樣 的選擇可以使供電電壓足夠高使得穩(wěn)壓管能工作時(shí)（>7V） ，此公共點(diǎn)的電壓才有較 低的電壓系數(shù)（0.001/V）和較低的輸入阻抗（15） ，典型情況下的溫度系數(shù)小 于 80ppm/oc。 另外，片上參考源的一些不足也必須充分予以重視。在 ICL7107 中，由于驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼

44、管而導(dǎo)致的內(nèi)部發(fā)熱會(huì)使性能下降。由于塑料的熱阻比陶瓷的大，因此塑封 電路比陶瓷電路在這方面的性能要差，由于參考源的溫度系數(shù)、片上功耗和封裝的 熱阻等原因，會(huì)使接近滿量程時(shí)的噪聲從 25Vp-p 上升到 80Vp-p 。 另外，高 功效（例如顯示值為 1000，二十段顯示）與低功耗（例如顯示值為 1111，八段顯示） 使得線性度之差會(huì)達(dá)到一個(gè)字，甚至更多。參考源有正溫度系數(shù)的電路在量程溢出 時(shí)會(huì)多出幾個(gè)字。這是因?yàn)橐绯鰰r(shí)三個(gè)低位數(shù)字均不顯示，而處于低功耗狀態(tài)。相 似地，參考源為負(fù)溫度系數(shù)的電路會(huì)在溢出和非溢出讀值之間來(lái)回交替變化。這是 由于芯片不斷被加熱和冷卻的結(jié)果。所有這些問(wèn)題在使用外部參考源

45、時(shí)自然就解決 了。4.4.2 數(shù)字部分圖 4.6 畫(huà)出了 ICL7107 的數(shù)字部分框圖，有 6V 穩(wěn)壓二極管和一個(gè)很大的 P 溝管 子構(gòu)成的源極跟隨器形成了內(nèi)部數(shù)字地，這樣電源連續(xù)方式在背極（BP）電壓以方 波輸出時(shí)可吸納較大的容性電流。背極電壓的頻率為始終頻率除以 800，在每次三秒 讀數(shù)刷新速率時(shí)，它為 60Hz 的方波。標(biāo)稱電壓幅度為 5V；LED 的端驅(qū)動(dòng)電壓與此背 極電壓同頻、同幅，不顯示時(shí)為同相，顯示時(shí)為反相，在各種條件下，字符段兩端 的平均電流電壓可以忽略，字符段驅(qū)動(dòng)電流為 8mA.圖 4.6 ICL7107 的數(shù)字部分框圖圖 4.7 和圖 4.8 畫(huà)出了 ICL7107 的時(shí)

46、鐘連接方式， 可在這兩種基本的連接方式中 選擇一種使用。 1）如圖 4.7 中所示，一外接振蕩器連接到第 40 腳。 2）如圖 4.8 中所示，用三個(gè)管腳構(gòu)成 R-C 振蕩器。 該振蕩頻率被除以 4，然后再進(jìn)入下一級(jí)計(jì)數(shù)器，以形成一個(gè)測(cè)量周期的三個(gè)階 段。他們是信號(hào)積分階段（1000 個(gè)計(jì)數(shù)值） ，參考源反向積分階段（0 至 2000 個(gè)計(jì) 數(shù)值）和自動(dòng)校零階段（10003000 個(gè)計(jì)數(shù)值） 。在輸入信號(hào)小于滿量程時(shí)，自動(dòng)校 零將參考源中為用足的部分進(jìn)行反積分，這樣，使得一個(gè)完整的測(cè)量過(guò)程為 4000 個(gè) ，而與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)。需要每秒三次的讀數(shù)刷新速率時(shí)， 計(jì)數(shù)值（16000 個(gè)時(shí)鐘脈沖） 可

47、選用 48KHz 的振蕩頻率。 為使電路對(duì) 60Hz 的工頻有最大的抑制能力， 信號(hào)積分階段的時(shí)間應(yīng)為 60KH 的 工頻的整數(shù)值， 這樣， 可選的震蕩頻率為 240KHz、 120KHz、 80KHz、 60KHz、 48KHz、 40KHz 等，同樣地，為了對(duì) 50KHz 的工頻有最好的抑制能力，可選的振蕩頻率有 200KHz、100KHz、40KHz 等。請(qǐng)注意，40KHz 額振蕩頻率（每秒 2.5 個(gè)度數(shù)） ，對(duì) 50KH 和 60KHz 的工頻均有抑制能力（400Hz 和 440Hz 也可以） 。圖 4.7 時(shí)鐘電路 A圖 4.8 時(shí)鐘電路 B4.5 元器件的選擇 4.5.1 積分電阻緩沖放大器的積分器都帶有甲類輸出放大器，靜態(tài)電流均為 100A 左右。輸 出為 4A 時(shí)的非線性度很小，可忽略不計(jì)。積分電阻必須足夠大，以使在整個(gè)輸入 信號(hào)范圍內(nèi)的積分電流都落在這個(gè)線性度很好的區(qū)間。同時(shí)積分電流又必須大到印 刷版上的漏電電流可以忽略。對(duì)于 2V 的滿量程，470K是最優(yōu)的，滿量程為 200mV 時(shí)，可選 47K。4.5.2 積分電容積分電容的選擇須使得最大電壓擺幅不達(dá)到積分器輸出電壓的最大飽和擺幅， （約比電源和地低 0.