畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯

1、南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）夕卜文資料翻譯學(xué)院（系）：南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化姓 名：秦文龍學(xué) 號(hào)：0702050236處文出處：附 件：L外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):簽名:注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。數(shù)字電壓表一、導(dǎo)言我們的目標(biāo)是制作一個(gè)電壓表。我們將實(shí)現(xiàn)的電壓表使用的幾乎都是數(shù)字元 件，而不是模擬元件。該電路的工作原理像許多其他數(shù)字測(cè)量電路一樣，它將變化 量轉(zhuǎn)換成一個(gè)時(shí)間間隔的測(cè)量，然后測(cè)量那個(gè)時(shí)間。通常稱我們想要測(cè)量的電壓為輸入電壓。假設(shè)我們給電容器充電的過(guò)程隨時(shí)間 線性變化(即保持一個(gè)恒定充電電流I),零伏起。這將需要一段時(shí)間T

2、=Vin/(dVin/ dt)=VinC / (dQ/ dt)二VinC / I為電容充電到Vin。因此，如果我們可以測(cè)量這 個(gè)時(shí)間間隔，那么我們就可以確定Vin。為了用數(shù)碼電子測(cè)定時(shí)間，我們生產(chǎn)了高 頻脈沖序列和計(jì)數(shù)脈沖的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的測(cè)量。脈沖數(shù)的計(jì)算是很短的時(shí)間間隔 措施，從此對(duì)Vin就采用這種方法測(cè)量。隨著一些合適的轉(zhuǎn)換和顯示，就產(chǎn)生了數(shù) 字電壓表(DVM)o為了用實(shí)際的電路元件實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法(主要是集成電路或IC' s),我們需要一 些單獨(dú)的章節(jié)。該項(xiàng)目的最終完成電路圖在此書(shū)面記錄的最后一頁(yè)顯示(不要讓它 嚇到你！，在倒第二頁(yè)有與它的功能相同的電路部分概述和標(biāo)記。這部分所需要

3、的 項(xiàng)目有：A) 一個(gè)脈沖序列發(fā)生器。在電子學(xué)中，這就是所謂的時(shí)鐘。我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了 如何建立脈沖序列發(fā)生器用555定時(shí)器芯片。這也是時(shí)鐘最主要的部分。B)有一種監(jiān)測(cè)電容兩端的電壓和產(chǎn)生信號(hào)的方法，當(dāng)起始電壓為零伏，充電至電壓和開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量時(shí)相等時(shí)，輸入電壓Vino我把這 個(gè)部分稱為控制和門控。C)有一種計(jì)算時(shí)鐘脈沖的方法發(fā)生在啟動(dòng)和停止控制信號(hào)之間。這是計(jì)算部 分。D) 一個(gè)恒流電容器充電電路，可以開(kāi)啟、關(guān)閉和復(fù)位。零伏的啟動(dòng)和停止充 電信號(hào)。模擬輸入/變送器。E) 一個(gè)可讀的方法顯示在這個(gè)時(shí)間段的脈沖數(shù)。這是 鎖存和顯示部分。我們將學(xué)習(xí)如何建立每一部分，然后連接到一起應(yīng)用到數(shù)字電壓表中。二、

4、逐節(jié)集結(jié)下面，讓我們開(kāi)始吧。A：時(shí)鐘發(fā)生器A部分，我們主要要學(xué)會(huì)做前面的實(shí)驗(yàn)。數(shù)字的東西，一般工作在0或5V。因 此，無(wú)論用5V功率555而不是10或15V （見(jiàn)規(guī)格表），或者把針?lè)謮浩鬏敵龅綄?5V的三個(gè)。這是從后面的示意圖中最終選擇的方法B：基本控制和門控為了實(shí)現(xiàn)B部分功能，我們使用一個(gè)集成電路為基礎(chǔ)的解決方案，稱為比較器。 本IC的整個(gè)目的是比較兩個(gè)中哪個(gè)電壓信號(hào)較大。其中一個(gè)電壓為Vin和另一個(gè) 電容兩端的電壓。比較器的比較過(guò)程必須不能影響當(dāng)前的電流，否則它會(huì)干擾恒流 充電過(guò)程。為了能實(shí)現(xiàn)接近于零的輸入電流，我們將使用一個(gè)LF355 FET輸入運(yùn)算 放大器作為我們的比較器。我們將在課堂

5、上詳細(xì)討論運(yùn)算放大器。現(xiàn)在，我們只要知道，運(yùn)算放大器可看 成一個(gè)芯片具有兩個(gè)輸入端口標(biāo)記+和-（這些點(diǎn)上連接的電壓稱為V+和V-）,并 稱這兩個(gè)端口為同相和反相輸入端。同時(shí)它只有一個(gè)輸出端口。當(dāng)然，像任何一個(gè) IC 一樣它需要連接電源和接地，在這種情況下，有兩個(gè)電源供電（+10 V的電壓VCC 和-10V的電壓Vee,這些只是常規(guī)的電源電壓名稱）。如果+輸入端電壓（更積極）大于-輸入端電壓（V+>V-）時(shí)，355將促使其輸 出高電壓，接近Vcc。如果情況相反，（V->V+）時(shí)，輸出電壓將變低，接近Vee。為了實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的這一部分，我們將使用一對(duì)LED來(lái)監(jiān)察運(yùn)算放大器的輸出狀態(tài)。 LE

6、D是象征器件：是一個(gè)發(fā)光二極管。一般在課堂上我們討論了二極管。他們作為一種通用閥。當(dāng)前箭頭指向（正） 允許流動(dòng)。較短的箭頭一致指向LED頂端的箭頭。（由于歷史原因，這一端通常 稱為陰極;設(shè)備的另一端稱為陽(yáng)極）當(dāng)二極管“有偏置”。（即施加電壓）向這個(gè)方 可施加電壓，它被認(rèn)為是正I可偏置。如果這些LED的正向偏壓小于L 6伏，電流就 小，不會(huì)產(chǎn)生光。另一方面，如果你嘗試著在二極管兩端制造更大的壓降，你會(huì) 發(fā)現(xiàn)，這一點(diǎn)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。任何二極管總是“努力”維持1伏左右的壓降（見(jiàn)以下 關(guān)于確切值的描述）。該二極管將保持恒定正向偏置電壓降通過(guò)繪制電源提供越來(lái) 越多的電流，直到電源減少或二極管電源燒傷。正向偏

7、置電壓降的準(zhǔn)確值僅僅取決 于二極管的制作材料。紅色的LED是由神化錢（GaAs）, 一種自然界不存在的人造 材料。他們的正向偏置電壓大約為1.6伏特，而且只有在正向偏置電壓不小于1.6 伏時(shí)才會(huì)亮燈。信號(hào)二極管通常由硅制造，正向偏置電壓為0. 6伏。當(dāng)反相偏置（電 壓極性相反）時(shí)，LED是不會(huì)克的。下面的電路中，一定情況下只有一個(gè)LED燈會(huì) 鳧，如果運(yùn)算放大器的輸出為正，左邊的燈亮；如果運(yùn)算放大器的輸出為負(fù)，右邊 的燈亮。通常LED要串聯(lián)一個(gè)大約500。的電阻，以保證在高電流時(shí)他們看到的電 壓能夠平穩(wěn)的下降，從而避免燒壞二極管。1）如圖所示建立的電壓監(jiān)測(cè)電路。下面的SPDT開(kāi)關(guān)控制中，9K的電

8、阻用來(lái)控 制電容的充電。1k的電位器連接到電壓表上，我們可以用來(lái)設(shè)置介于0V和10V之 間的輸入電壓。電容充電的時(shí)間主要決定于電容的性能和9K的電阻，通常是固定 的，充電速度足夠慢的話就能在輸入電壓增加時(shí)及時(shí)通知增長(zhǎng)充電時(shí)間。（注：Vin 是最終得到的我們想要測(cè)量的電壓。在該原理圖中，該電容器常被充電至電壓從3 到小于10V的Vin.但是，要想充電至更高的的電壓將需要更長(zhǎng)的時(shí)間（充電速度變 慢），所以355比較器將衡量一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間即輸入電壓增加時(shí)V-逐漸大于V+時(shí)所需 要的時(shí)間o）確保電解電容器的極性正確！這意味著V+應(yīng)接近10V。2）在此配置中，運(yùn)放將推出-10V或10V的6腳（實(shí)際上略少。

9、測(cè)量實(shí)際值）。實(shí)用文檔由于我們的兩個(gè)LED連接相反的極性，在其他情況下只有其中一個(gè)將被正向偏置而 發(fā)光。選擇其中一個(gè)LED為紅色的另一個(gè)為綠色的，并分配他們使當(dāng)電容器電壓大 于Vin時(shí)，綠色的亮燈。當(dāng)開(kāi)關(guān)翻轉(zhuǎn)至9 k的電阻連接電容器，則電容器開(kāi)始充電。 紅色LED應(yīng)該最初燈亮，然后延遲一段時(shí)間，熄滅，綠色的燈接著亮。如果Vin是 通過(guò)調(diào)整1K的電位器增加，應(yīng)該延遲更長(zhǎng)的時(shí)間。開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)方向后（取 消連接9K的電阻并短接至電容兩端），紅色LED應(yīng)立即燈痙，因?yàn)殡娙萜鳑](méi)有通過(guò) 電阻直接對(duì)地放電。3）確保電容器的極性正確，轉(zhuǎn)動(dòng)電位器使能夠提供最大電壓Vin o轉(zhuǎn)換使電 容器充電。你可能看不到綠

10、燈亮。這是因?yàn)檫\(yùn)算放大器不能與輸入信號(hào)與其電壓非 常接近的電壓一起工作。移動(dòng)一點(diǎn)電位器使Vin變小或是比V+小，然后再試一次。C：計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖來(lái)測(cè)量經(jīng)過(guò)時(shí)間1、用74LS192芯片計(jì)數(shù)脈沖用0V作為停止信號(hào)（0）,用5V作為啟動(dòng)信號(hào)（1）,這種典型的數(shù)字電子芯片常被 稱為“TTL”。數(shù)子電子的顯著特征：任何輸入或輸出，只能在兩種可能的狀態(tài)之一。 該實(shí)驗(yàn)電路板的功能是TTL輸出發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)與TTL的“家族”的使用脈沖序 列。合適的555電路也是如此。在這個(gè)類中的TTL使用的芯片都是由字母指定的?！癓S”是在JEDEC的編號(hào)（例如:改為74LS00是四與非門）。為了能夠在電容器充電的過(guò)程中“計(jì)算

11、”產(chǎn)生的脈沖數(shù)，我們將使用一個(gè) 74LS192集成電路，這是一個(gè)“十進(jìn)制計(jì)數(shù)芯片”，性能好而且體積小，只有約一 美元的成本。該芯片的5號(hào)引腳能接受一個(gè)輸入的邏輯電脈沖序列（“上升沿計(jì)數(shù) “）。它從0開(kāi)始計(jì)數(shù)脈沖（0000二進(jìn)制）到9 （1001二進(jìn)制），不斷把相應(yīng)數(shù)量轉(zhuǎn) 換到引腳3 2, 6, 7上的計(jì)數(shù)位（LSB到MSB）。當(dāng)它累加到9的時(shí)候輸出一個(gè)“執(zhí) 行”信號(hào)到引腳12上，然后二進(jìn)制輸出位轉(zhuǎn)到0000重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，就這樣不斷重 復(fù)。同時(shí)它也可以像增計(jì)數(shù)一樣倒計(jì)數(shù)，但我們不會(huì)使用這一點(diǎn)。為保證這一要 求可以問(wèn)你的導(dǎo)師或進(jìn)入“74LS192數(shù)據(jù)表”到谷歌，挑選合適的引用部分?jǐn)?shù)據(jù)表。芯片的內(nèi)部

12、結(jié)構(gòu)將在課堂上得到解釋。熟悉了這個(gè)芯片，我們一般就會(huì)通過(guò)使 用一個(gè)上拉電阻和一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)給它發(fā)出信號(hào)。霍洛維茨和希爾（H & H）介 紹的開(kāi)關(guān)去抖部分。這部分解釋了為什么我們必須使用“開(kāi)關(guān)去抖”去響應(yīng)計(jì)數(shù) 實(shí)用文檔器。每個(gè)開(kāi)關(guān)按下即發(fā)送一個(gè)且只有一個(gè)脈沖到計(jì)數(shù)器。幸運(yùn)的是，在左側(cè)已經(jīng)提 供了關(guān)于實(shí)驗(yàn)板開(kāi)關(guān)去抖的器件。12 34 5 8 7 86543210 91OQ1C indicator LEDlogic indicator LEDs實(shí)用文檔1 ）線的上方switchandresistor計(jì)數(shù)電路部分，采川常閉去抖按鍵開(kāi)關(guān)。上 拉電阻應(yīng)該把5V連至交換機(jī)。一個(gè)500。電阻將被連接到

13、接地，當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí),呈 現(xiàn)出向C0UNTUP邏輯。輸入（引腳5）。當(dāng)開(kāi)關(guān)按鈕被按下，打開(kāi)開(kāi)關(guān)因此，打破了接地電阻的連接。5V輸入，然后提交給正數(shù)輸入（減去過(guò)程中，電 阻兩端的電壓降，但要記住，輸入邏輯芯片吸取的電流很小所以這一下降是 neglibigleo ）這從0至5 V的過(guò)渡算作一，個(gè)脈沖。2）接線電路的其余部分，如圖所示。該74LS192是一個(gè)復(fù)雜的輸入裝置，我們沒(méi)有使用先進(jìn)的設(shè)備。這些未使用的輸入引腳必須連接到任何地面或+5 V,因?yàn)槟_ 離開(kāi)了它們（未連接）導(dǎo)致漂移的隨機(jī)輸入電壓會(huì)給芯片造成錯(cuò)誤。倒計(jì)數(shù)（4） 和10ad （11）引腳必須連接高電壓（5V）。該清除輸入（引腳14）必須接

14、至OVo 74192 二進(jìn)制位輸出的3, 2, 6和7前四個(gè)連接LED指示燈。（這些指示器已經(jīng)有串聯(lián) 電阻內(nèi)置過(guò)電流保護(hù)。）確保至少有效位（LSB,引腳3）連接到最右邊的的最高位（最高位，引腳7）連接到大多數(shù)LED顯示屏，以便將讀取的二進(jìn)制通常在左邊。3）現(xiàn)在反復(fù)開(kāi)關(guān)多次。您應(yīng)該看到的邏輯指標(biāo)數(shù)為每一個(gè)按鈕按下一個(gè)單位, 從0000到1001 （二進(jìn)制為。到9）,然后回到零和重復(fù)。這應(yīng)該重復(fù)，只要你繼續(xù) 開(kāi)動(dòng)開(kāi)關(guān)。4）斷開(kāi)5腳位的上拉電阻器，并連接它，而不是直接到TTL信號(hào)函數(shù)發(fā)生器運(yùn)行在一個(gè)較低的頻率。觀察到輸出的二進(jìn)制計(jì)數(shù)。接下來(lái)，連接CLEAR （引腳14）上拉電阻和一個(gè)DIP開(kāi)關(guān)（見(jiàn)下

15、文附注），并注意它的功能。最后，連 接CARRY （ CO ,引腳12）到第五個(gè)邏輯指示燈，并注意其變化。保持這個(gè)電路 連續(xù)。DIP開(kāi)關(guān)拉設(shè)置注：久1o CLEAR有些人會(huì)說(shuō)這是一個(gè)下拉電阻，因?yàn)樗B接到地面，而不是在5V的上面的設(shè) 置開(kāi)關(guān)去抖。設(shè)置用左邊的降低DIP開(kāi)關(guān)行原型板。在最右邊slideswitch內(nèi)部連 接一個(gè)側(cè)面有DIPS數(shù)字0或5,請(qǐng)確認(rèn)此開(kāi)關(guān)設(shè)置為5Vo為了避免短路的5 V電 源o電阻必接地，1500W從高邊（5V）的本電阻器，運(yùn)行您的輸入有明確的針 （或者其它任何電路中的manuallyoperated邏輯輸入需要）。2。切換輸入到74LS192打開(kāi)和關(guān)閉一個(gè)非門，工作電

16、壓表將通過(guò)計(jì)算之間的 時(shí)間，從555的脈沖電容器充電開(kāi)始，比較檢測(cè)到的355電容電壓時(shí)間已超過(guò)因 此，改變V和輸出狀態(tài)。要做到這一點(diǎn)，我們將使用一個(gè)簡(jiǎn)單的與非門在電路上面。與非門是在課堂上討論。NAND是一個(gè)NOT AND布爾電路元素。真值表上圖已給。上拉電阻將提供一個(gè)邏輯輸入的NAND,當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉（這模仿的情況，我們已實(shí)用文檔有而電容器仍然充電），0位如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)。輸入NAND的B是連接到555脈沖序列 輸出。該NAND的輸出將因此按照555脈沖序列（相反）如果開(kāi)關(guān)閉合，NAND輸出 將只是位于邏輯0。1）首先探討了 NAND操作。查找74LS00芯片數(shù)據(jù)表。7400實(shí)際上是一個(gè)包 含4個(gè)獨(dú)

17、立與非門。只需選擇其中一個(gè)事實(shí)上他們是獨(dú)立的。555定時(shí)器電路可以 使用TTL發(fā)電機(jī)，但以后將需要555反正。選擇電阻器和電容器，給出了兒赫茲脈 沖重復(fù)率，以便您可以看到輸出的變化視覺(jué)。然后就可以輸出555脈沖第一個(gè)輸入 到NAND,第二個(gè)輸入到一個(gè)上拉電阻和DIP開(kāi)關(guān)。2驗(yàn)證其范圍是唯一的NAND輸出振蕩時(shí)，DIP開(kāi)關(guān)關(guān)閉，因此輸入上拉至+5伏） （邏輯1）3）現(xiàn)在在NAND線輸出到正數(shù)的腳位的計(jì)數(shù)器74LS192上一節(jié)。驗(yàn)證時(shí)的DIP 開(kāi)關(guān)的拉動(dòng)計(jì)數(shù)器僅計(jì)數(shù)。如果555脈沖重復(fù)率太高，你將無(wú)法看到四個(gè)LED指示 燈開(kāi)關(guān)，作為計(jì)數(shù)的進(jìn)展。他們看起來(lái)好像他們都在同一時(shí)間，同時(shí)減少 亮度。當(dāng)DI

18、P開(kāi)關(guān)是關(guān)閉的，然而，LED的應(yīng)凍結(jié)在一個(gè)穩(wěn)定的格局。4）使用兩個(gè)探頭以確認(rèn)該信號(hào)是由555 AND的倒置。您需要同時(shí)顯示兩個(gè)示 波器通道。lo恒定電流充電為什么不理想，通過(guò)取一個(gè)固定電阻，電容使用，固 定電壓是多少？（提示：V=V0）我們現(xiàn)在需要一個(gè)恒定的可以開(kāi)啟和關(guān)閉和 復(fù)位到零伏的啟動(dòng)和停止收信號(hào)的電流電容器充電。這是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，因 此D部分將有幾個(gè)子。電容必須充電隨時(shí)間線性，所以有一個(gè)固定的單位時(shí)間的電 壓升高。我們?nèi)绾潍@取電容器線性？回想了 V =Q / C, 1安培二1庫(kù)侖/秒。所以， 只要我們以恒定電流充電的電容增量每個(gè)相同數(shù)額收取，亦即每遞增一個(gè)固定量附 加的電壓。這給出了

19、一個(gè)線性。對(duì)于恒流驅(qū)動(dòng)，我們將使用LM334, 一個(gè)三端電流 源，只需要一個(gè)外部電阻設(shè)置電流。一個(gè)理想的電流源將提供一個(gè)固定的電流負(fù)載, 無(wú)論是什么連接。正如分壓器，任何真正的電流源將下降到某一數(shù)值。注意+ Vin 和V型圖下所示。+ Vin引腳是將電源電壓輸入到芯片中。采用V終端是輸出引腳 電流（ISET）提供給我們的負(fù)載（電容器）。由于種種跡象表明，V必須小于+的VIN。 如果載入中的V過(guò)于接近電源電壓，輸出電流將下降或停止供給。對(duì)于正確的操作， 我們必須滿足的條件+ Vin - V- > 0.5V。自然，這意味著我們可以給我們 的電容器充電高于0.5V （VIN的0.5+v）。象大

20、多數(shù)芯片的，有很多合理的應(yīng)用采 實(shí)用文檔用334電路。下圖顯示了最簡(jiǎn)單的配置。VIN可以接卜40V之間的任何一個(gè)。RSet取決于下面的公式：【SET = (227 V /K )或Tarabient / RSET-。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，假定Tambient = 300Ko在真實(shí)的電路中，我們就必須建立在溫度補(bǔ)償條件下，使充電與目前的環(huán)境溫度無(wú) 關(guān)。1)利用上述公式，計(jì)算RSET的0.5mA的電流。2)確保了 LM334數(shù)據(jù)表的副本，以便您可以識(shí)別的線索。組裝上面的小片段，當(dāng) VIN = 5V供電，并測(cè)量輸出電流，以驗(yàn)證你的計(jì)算。334與溫度有關(guān)，看到目前 的變化。這應(yīng)該是一個(gè)小的變化。3)把在9K的電

21、阻接到正電源的地方，電容器充電到第B1的恒流源電路以上，如 對(duì)這種書(shū)面記錄的最后一頁(yè)完整電路圖所示。通過(guò)將驗(yàn)證功能與電流源串聯(lián)一個(gè)電流表的電路和電容器，并觀察示波器電容電 壓。你大概觀察認(rèn)為以上( + VIN的0.5V)的電容從不取二4. 5V的范圍內(nèi)所提到。 電流表大概顯示到電容電壓等級(jí)0.5毫安讀出近4. 5 V,那么它應(yīng)該讀為零。替換 10V的5V電源電壓。請(qǐng)注意，目前仍然是相同的。334輸出電流與電源電壓無(wú)關(guān)。 4)o其次，測(cè)量偏置的電容器充電曲線V(t)的示波器和驗(yàn)證，隨時(shí)間呈線性關(guān)系。 比較與預(yù)期值計(jì)算衡量偏差。2o自動(dòng)化控制充電電路鑒于目前的334測(cè)量，計(jì)算出電容值給一個(gè)伏特充電

22、速度/秒100和200之間的V/ 秒這一選擇將允許最終儀表電路重讀相當(dāng)高重復(fù)頻率的輸入電壓，允許其按照輸入 電壓隨時(shí)間變化。例如，如果電流二0.5毫安和C=3. 3 X 106, F= 0. 5的MC / 秒/ 3. 3 X 106=150 V的F /秒這意味著每伏0. 006秒。要啟動(dòng)和停止的電容 器充電電路，我們將使用一個(gè)裝置，作為一個(gè)電子開(kāi)關(guān)MOSFET晶體管。MOS - FET, 可被用在這里是被稱為RFP4N05L。MOSFET是極其敏感器件的意思，他們很容易摧 毀。本裝置的終端被命名為柵，源和漏。該門是控制終端的電流從漏極到源。門一 個(gè)非常小的電流，皮安或更少。我們可以控制的毫安數(shù)

23、白(甚至更大的電流Idrain 相應(yīng)大得多功率Idrain * (VdrainVsource)持續(xù)從漏源。這些設(shè)備在具有不同特 點(diǎn)的多種類型，但我們并不需要關(guān)心。我們將建立的充電電路中的步驟自動(dòng)化控 制。1）首先讓我們來(lái)看看如何使用MOSFET的啟動(dòng)和停止充電。該裝置本來(lái)相當(dāng)于 一個(gè)電容器兩端的開(kāi)關(guān)，我們可以打開(kāi)和關(guān)閉，但它會(huì)打開(kāi)，在一個(gè)邏輯信號(hào)門來(lái) 響應(yīng)。重新再次安排你的電容電路B部分，這次看起來(lái)像上面的（即0.5mA的電流 來(lái)自334 ）。供應(yīng)輸入可變電壓（如前）采用1K電位器于地面和10V之間，測(cè)量輸 入已知電壓。請(qǐng)注意，我們是綁的MOS門場(chǎng)效應(yīng)管到一個(gè)DIP開(kāi)關(guān)和上拉電阻。我 們?nèi)匀灰?/p>

24、手動(dòng)操作開(kāi)關(guān)啟動(dòng)并停止充電，但現(xiàn)在的手動(dòng)開(kāi)關(guān)，實(shí)際上只是提出一個(gè) 邏輯信號(hào)的MOS - FET門。該信號(hào)會(huì)導(dǎo)致MOSFET的“開(kāi)關(guān)”打開(kāi)和關(guān)閉?，F(xiàn)在的 器件邏輯信號(hào)將提供另一種芯片（74LS74觸發(fā)器）來(lái)代替手工開(kāi)關(guān)。2）檢查時(shí)，在MOSFET柵極DIP開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟和關(guān)閉，指示燈切換如前。當(dāng)柵極為低 電平時(shí)，MOSFET就像打開(kāi)電路從漏到源，使電容器充電。當(dāng)門是高電平，MOSFET 像一個(gè)封閉開(kāi)關(guān)電容上的電荷短路為零。觀察到MOS - FET觸摸上去很熱。它是通 過(guò)電流（0.5毫安）門是很高的。3）雖然線性充電，電容器充電很快，直觀地看到紅色和綠色的LED之間的延遲所 造成的充電時(shí)間。為了驗(yàn)證延

25、遲，附上一探頭電容兩端的示波器，看著它充電和放 電幾個(gè)不同的Vin的。這可能是很難得到正確的范圍，以觸發(fā)（你應(yīng)該是正常的觸 發(fā)），但堅(jiān)持下去！驗(yàn)證偏差，仍然是相同的，因?yàn)樗麄兿馜1和5步一樣）B.用74LS74觸發(fā)器控制MOSFET ,該74LS74是一個(gè)時(shí)鐘D型觸發(fā)器。我們將用它 進(jìn)行調(diào)解比較器和電容器的充電電路。這個(gè)裝置有連接電源和地，像任何邏輯IC。 它輸入稱為D,時(shí)鐘輸入，輸出為Qo 一個(gè)時(shí)鐘脈沖的存在與否，決定是否裝 置“l(fā)istens。輸入。如果沒(méi)有一個(gè)邏輯1的時(shí)鐘信號(hào)，輸出保持不變，不管發(fā) 生什么情況，把R用導(dǎo)線和74LS74連接輸入到5 V.,使用上拉電阻和DIP 連接到D和時(shí)

26、鐘，以及邏輯指示燈開(kāi)關(guān)的連接到Q和Q非，驗(yàn)證其操作上述描 是正確的。接下來(lái)探討的R效果。連接D到+5V,以便它總是高電平（邏輯1）, Rbar連到開(kāi) 關(guān)和上拉電阻為接地時(shí)會(huì)發(fā)生什么？（提示記得在555 Triggerbar輸入？）。驗(yàn)證的Rbar的作用是“調(diào)幅” Q二零，無(wú) 論提出的時(shí)鐘信號(hào)。在最后的數(shù)字電壓表電路，比較器將驅(qū)動(dòng)器R和CLOCK將靠一個(gè)按鈕運(yùn)作，或由從 實(shí)用文檔函數(shù)發(fā)生器的TTL脈沖序列。D的輸入將被連接到5V,如何將這些連接進(jìn)行必要的測(cè)量周期將在下一節(jié)解釋。D. 3節(jié)現(xiàn)在我們將一起討論迄今擁有的零件和自動(dòng)充電運(yùn)行工作周期。然后，我們將提煉，然后轉(zhuǎn)移到數(shù)字電壓表電路閉鎖和顯示部

27、分。1）再次修改你的電容器充電電路，使上面這樣看。該去抖開(kāi)關(guān)連接到74LS74 時(shí)鐘輸入按C.1部分連接。該開(kāi)關(guān)有讓我們手動(dòng)啟動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)邏輯信號(hào)測(cè)試充電周期。這種邏輯信號(hào)可交替自 動(dòng)生成。2）運(yùn)行Q到一個(gè)LED指示燈。此外，運(yùn)行Q到一個(gè)指示，以及MOSFET的柵極 （確定這是MOSFET的管腳從一個(gè)數(shù)據(jù)表）。連接R到第3個(gè)指示燈，以及運(yùn)算放大器（比較器）輸出。如同以往一樣，355運(yùn)算放大器作為其輸入我們希望測(cè)量的電壓事是電容的充電電壓。當(dāng)V s > V cap，比較器輸出為 +10在其他情況下，V Cap > Vm，輸出為- 10V的（電源電壓+ / 10 V的通 常被稱為rail

28、s）。運(yùn)算放大器輸出控制的D觸發(fā)器（通過(guò)R）操作。因此，讓運(yùn)用 周期運(yùn)算。假設(shè)最初（上電時(shí)）的電容沒(méi)有帶電。因此V s > Vcap，R=l， Q = 0,和Q=1。在Q=1的信號(hào)RFP4N05L門高，所以MOSFET的“開(kāi)關(guān)”被關(guān)閉， 電容兩端短路?，F(xiàn)在我們按下開(kāi)關(guān)去抖和74LS74發(fā)送信號(hào)的時(shí)鐘輸入。然后讀取其輸入D,這始終 是邏輯1信號(hào)（D為+5 V）o因此，74LS74輸出狀態(tài)變化到Q=1,打開(kāi)MOSFET開(kāi) 關(guān)，使電容開(kāi)始充電。后來(lái)我們將使用Q輸出開(kāi)始計(jì)數(shù)和顯示部分（不包括在上述 圖所示）。該電容繼續(xù)充電，直到VCapWIN。當(dāng)輸入電壓超過(guò)VCap該運(yùn)放比較器輸出變低，R 輸入

29、為邏輯0。這將重置倒裝觸發(fā)器的狀態(tài)為Q=0和Q=1,關(guān)閉YOSFET的“開(kāi) 關(guān)” 乂瞬間消耗電容。該電路的狀態(tài)現(xiàn)在完全一樣，因?yàn)樗谕娏?。沒(méi)有什么會(huì)發(fā)生，除非另一個(gè)邏輯1時(shí)鐘出現(xiàn)。所有這一切的結(jié)果是，每次按下去 抖開(kāi)關(guān)時(shí)，電容通過(guò)一個(gè)在0. 5毫安充電VCap = Vin的循環(huán)下去，然后獲取即時(shí) 失電。該74LS74 Q信號(hào)是在充電時(shí)邏輯0,否則1。這種Q和Q與電容器充電時(shí)間 實(shí)用文檔開(kāi)關(guān)是我們正在建設(shè)的數(shù)字電壓表的要點(diǎn)。我們將使用它來(lái)控制在以下各節(jié)計(jì)數(shù)和 顯示電路。3）上述電路電源指示燈的使用或示波器檢查它實(shí)際上上面有過(guò)詳細(xì)的整套解釋。基本上，你應(yīng)該看到為Q=0和Q=1上電。然后按下開(kāi)關(guān)應(yīng)

30、反向短時(shí)間內(nèi)Q和Q 的狀態(tài)，之后他們應(yīng)該回到其初始狀態(tài)。這將是很難看到R開(kāi)關(guān)1和0的重要，并 再次回到1,因?yàn)樗挥性谶壿?的狀態(tài)令人難以置信的短暫時(shí)間內(nèi)消耗電容開(kāi)始 放電。4在本節(jié)開(kāi)始）中，提到需要改進(jìn)的組合。這里是一個(gè)他們的癥狀之一：請(qǐng)注意， 如果你按住開(kāi)關(guān)，電容會(huì)充電，但它不會(huì)讓它流失，除非你讓它流。4部分：一個(gè)細(xì)化為什么電容放電，如果沒(méi)有被按下開(kāi)關(guān)？ 74LS74從它的輸入得到相互矛盾的信息，這就是為什么只要按下開(kāi)關(guān)時(shí)，74LS74D輸入是敏感的，保持高電平。因此，這應(yīng)使輸出狀態(tài)為Q=1和Q=0。然而，一旦得到充分電容器充電，比較器輸出運(yùn)算放大器信號(hào)R=0時(shí)，這是為了 帶動(dòng)輸出Q=0和

31、Q=1,而不是根據(jù)74LS74規(guī)格的D輸入“贏”這場(chǎng)沖突，從來(lái) 沒(méi)有得到電容放電。有兩種方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。1）使用一個(gè)邊沿觸發(fā)74LS74,它確實(shí)存在，被稱為 74LS74Ao我們?cè)谡n堂上討論邊沿觸發(fā)邏輯器件?；蛘?）發(fā)送一個(gè)非常短的時(shí)鐘脈 沖輸入不管開(kāi)關(guān)被按下多久。下面顯示的數(shù)字電路完成修復(fù)2）是“粗而有效”的 方式。你應(yīng)該已經(jīng)了解，并在NAND講過(guò)。在布爾邏輯，他們發(fā)揮作用瞬間，但在電 子領(lǐng)域有一定的傳播延遲。例如，反相信號(hào)的（不）可能需要大約20ns的。因此, 這里的處理：與去抖開(kāi)關(guān)打開(kāi)，較高的輸入1。較低的輸入，生產(chǎn)的在三N0RS,是0?；叵胍幌?，當(dāng)兩個(gè)輸入均為0一個(gè)N0R只輸出了

32、1,所以這里輸 出0o現(xiàn)在，我們關(guān)閉開(kāi)關(guān)。上面的輸入的NOR立即變?yōu)?。由于通過(guò)三不傳播延 遲，在0還低輸入約60ns的停留傳播延遲。然后，它變成為1。這樣做的結(jié)果是， 在NOR輸出為一個(gè)60ns脈沖1,然后返回到0。當(dāng)我們發(fā)布后（60納秒脈沖完成） 開(kāi)關(guān)，實(shí)用文檔輸入馬上可以追溯到1, 60ns后，較低的輸入變?yōu)?。但沒(méi)有這一變化的輸出，因 為在任何一個(gè)時(shí)間的輸入是lo生成的電路這樣的短脈沖被稱為“一桿”。單芯片 履行這一職能，實(shí)際上H & H p. 517 ff.已經(jīng)提供1）添加在NOR和三個(gè)開(kāi)關(guān)在觸發(fā)器和開(kāi)關(guān)之間。不是一個(gè)74LS04也不是74LS02。 當(dāng)然，你需要知道這些部件

33、的數(shù)據(jù)表。不要忘了給他們加5V電壓和接地！觀察的 范圍，現(xiàn)在你按住開(kāi)關(guān)的電容在放電，。E部：鎖存和顯示組在這里，我們需要建立一個(gè)人類可讀的脈沖計(jì)數(shù)顯示。這將涉及七段顯示器，顯示 驅(qū)動(dòng)器和鎖存器。1。顯示和驅(qū)動(dòng)程序該MAN71A是sevensegment用于顯示的一個(gè)人類可讀的數(shù)字LED顯示或其他字符。它有7個(gè)barshaped LED的形狀排列在一個(gè)方形的“8”。 “陽(yáng)極”（+在正向偏 壓端子）所有LED的連接聚集在一起成為一個(gè)單一的“共陽(yáng)極”終端。每個(gè)部分都 有其陰極接DIP。該段被指定用字母a - g ,有一個(gè)或更多的簡(jiǎn)單得片段接到DIP 相應(yīng)端子（S）。要顯示一個(gè)給定的數(shù)字人們必須考慮到

34、一個(gè)列表中所需的數(shù)字和 “解碼”哪些引腳接地。該IC芯片7447包含所有需要做此電路解碼。作為它的輸入接收0至9之間的數(shù)字（四）二進(jìn)制數(shù)字和“解碼”這將哪些 信息LED段宜清淡，相應(yīng)的接地管腳的輸出。查找MAN71A和7447的數(shù)據(jù)表。請(qǐng)注意，MAN71A電阻不需要內(nèi)部的過(guò)流保護(hù)。所 以500W電阻要求每部分線路接地在MAN71A和7447之間為什么不把他放在這樣 一個(gè)共同的陽(yáng)極線電阻？2。門閂鎖存允許我們的靜態(tài)顯示一個(gè)電容器充電循環(huán)運(yùn)行的最終結(jié)果，即使在下一周期正 在進(jìn)行中。我們?cè)谶@里使用的鎖存器中，74LS175,有四個(gè)輸入和四個(gè)輸出。它只 是沿其輸入的邏輯狀態(tài)傳遞，通過(guò)它的輸入只有當(dāng)使能

35、信號(hào)驅(qū)動(dòng)為邏輯lo每次用 ENABLE=1信號(hào)被接收時(shí)，74LS175轉(zhuǎn)讓其輸入其輸出數(shù)據(jù)，于是，直到它凍結(jié)輸 出使能信號(hào)到達(dá)另一個(gè)。獲取數(shù)據(jù)表為74LS175o你會(huì)看到，幸運(yùn)的是，啟用（有 時(shí)也稱為時(shí)鐘）輸入為正邊沿觸發(fā)，這意味著該芯片只傳遞輸入的時(shí)鐘位從0到5V過(guò)渡的輸入。不用擔(dān)心從一個(gè)超長(zhǎng)時(shí)鐘脈沖變化，也沒(méi)有 實(shí)用文檔一個(gè)自制短發(fā)射器像74LS74o不變的輸出等到下一個(gè)脈沖該到來(lái)才變化這是我們 需要的靜態(tài)表現(xiàn)。1）在B部分電路，把四個(gè)輸出位連接到輸入鎖存器。（你愿意的話可以讓LED指 示燈連接很多）。2）運(yùn)行的74LS175輸出到74LS47的MAN71A解碼器。請(qǐng)務(wù)必連接計(jì)數(shù)器的LSB

36、的 輸出到解碼器的LSB的輸出，而不是LSB到MSB或別的東西。3）連接正數(shù)計(jì)數(shù)器的引腳與函數(shù)發(fā)生器的TTL輸出，并為大約1赫茲使用示波器 的重復(fù)率。裝置一個(gè)去抖拉開(kāi)關(guān)電阻，使驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)顯示一個(gè)邏輯1信號(hào)74LS175鎖 存器的時(shí)鐘輸入。4）電路的校驗(yàn)操作：沒(méi)有數(shù)字在顯示屏上出現(xiàn)，直到你在你按下開(kāi)關(guān)“enabling” 閂鎖。不管該函數(shù)發(fā)生器是否運(yùn)行，沒(méi)有改變顯示屏，直到你再次開(kāi)動(dòng)開(kāi)關(guān)。兩次 按下開(kāi)關(guān)連續(xù)5或10秒鐘分開(kāi)，并確認(rèn)在顯示的數(shù)目的變化和你所期望的TTL脈 沖率與按鈕按得時(shí)間間隔相同。為了避免減去起始和結(jié)束值，你可以發(fā)射一個(gè)信號(hào) 到邏輯1 ,清除74LS192計(jì)數(shù)器的每個(gè)輸入后使用上拉

37、開(kāi)關(guān)。顯示清屏當(dāng)后，最后 電路的充電周期計(jì)算和顯示都有。F部分：完成數(shù)字電壓表為了完成數(shù)字電壓表，我們終于將模擬輸入/傳導(dǎo)部分，時(shí)鐘發(fā)生器，計(jì)數(shù)部分和 閉鎖顯示部分結(jié)束?？催@個(gè)書(shū)面記錄最后描述吧。1）重新連接到oneshot作為輸入開(kāi)關(guān)去抖的74LS74時(shí)鐘輸入。2）刪除所有的電路等手動(dòng)上拉開(kāi)關(guān)設(shè)置。連接74LS74的Q輸出和555定時(shí)器輸出 連接到NAND兩個(gè)輸入。傳遞555脈沖列是在電容器充電階段。3）連接的NAND輸出到74LS192計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)脈沖，在電容器充電階 段到來(lái)。4）連接74LS74Q輸出至IENABLE （或時(shí)鐘）的74LS175引腳閂鎖。這將導(dǎo)致計(jì)數(shù)結(jié) 果鎖存

38、到74LS175的輸出位，在每個(gè)電容器充電階段結(jié)束時(shí)Q為高電平。5）除了鎖存計(jì)數(shù)，它也有必要清除計(jì)數(shù)器每個(gè)周期。這可以做簡(jiǎn)單地通過(guò)連接 74LS74Q輸出到74LS192清除引腳。但是，這還不能說(shuō)工作，因?yàn)镼是也做閉鎖。 我們不能確保數(shù)據(jù)鎖存和顯示計(jì)數(shù)前被清除信息這種計(jì)時(shí)條件類型稱為邏輯的運(yùn)算。它是簡(jiǎn)單的，以避免-連接的Q 實(shí)用文檔要通過(guò)兩次運(yùn)行后清除（非門）74LS02逆變器它推遲了大約20納秒。6）最后，要川示波器最后檢查：連接電容電壓到一個(gè)通道，讓AND的脈沖序列到第二通道。設(shè)置VIN至3伏用，然后開(kāi)始使用74LS74的去抖開(kāi)關(guān)測(cè)量一個(gè)周期上 時(shí)鐘輸入。目視您在電容器充電時(shí)間看到的脈沖數(shù)

39、計(jì)數(shù)。改變VIN得到每一個(gè)VIN的電壓脈沖數(shù)（如果你遵循指令，它應(yīng)該是約1）。等2顯示計(jì)數(shù)。證明該關(guān)系是線性的（會(huì)示選擇的磔定懺I證明是可!I2汽Z首次相同由于加熱41aA9 un r*> Of 0 6m實(shí)數(shù)曬他=7次的利比我擴(kuò)展部分只有一部憚顯添是一用林點(diǎn)位2 qa ® i信量為IV熹看你心徽慢的1顯CL 巴 Q導(dǎo)輸勺結(jié)果作為 6（可能基電路兀件粵耗散功率,y，米嬲IJ是因?yàn)槲覀兛吹揭恍┰诙穫€(gè)數(shù)字的變化。您可以輕松地?cái)U(kuò)展它是一個(gè)通過(guò)發(fā)送兩個(gè)74LS192計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出鎖存到笫二個(gè)相同的數(shù)字顯示和顯示部分。優(yōu)環(huán)尸褊I以指望兩位數(shù)字,而不是只在一個(gè)單一的10 一100個(gè)脈沖充電

40、時(shí)間機(jī)字。因此，時(shí)鐘頻率由555產(chǎn)生的應(yīng)該是增加了大約因素IIII II k Illi十。如果你按照這樣做，得到另一個(gè)相對(duì)的VIN的線性度，并驗(yàn)證可重復(fù)性。I I 9實(shí)用文檔附件2：外文原文實(shí)用文檔Digital VoltmeterI. IntroductionOur goal here is to build a voltmeter. We will do this using almost all digital circuitry rather than analog. The circuit works like many other digital measurement circu

41、its in that it converts the quantity to be measured into a time interval, then measures that time.Call the voltage we wish to measure Vin. Say we charge a capacitor linearly with time (that is, at a constant charging current I), starting at zero volts. It will take a time t = ViM (dVin / dt) = Vin C

42、 / (dQ / dt) = Vin C /1 for the capacitor to charge up to Vin. So if we can measure this time interval, we can determine Vin. To measure time in digital electronics, we produce a high frequency pulse train and count the pulses occurring during the time interval to be measured. The number of pulses c

43、ounted is a measure of the time interval, and hence of Vin. With some suitable conversion and a display, this makes a digital voltmeter (DVM).To realize this idea with actual circuit elements (mostly integrated circuits or IC's) we require a number of separate sections. The complete circuit diag

44、ram for the eventual project is shown on the last page of this writeup (don't let it frighten you!). On the second-to-last page is the same circuit with its functional sections outlined and labeled. The sections needed for this project are:A) A pulse train generator. In electronics, this is call

45、ed a clock. We have already learned how to build this using the 555 timer chip. This is the clock generation section.B) A way to monitor the voltage across the capacitor and generate signals when the charging starts at zero volts and when the voltage becomes equal to the voltage to be measured, Vsn.

46、 I call this the section control and gating.C) A way to "count" the number of clock pulses that occur between the start and stop charging signals. This is the counting section.D) A constant current capacitor charging circuit that can be turned on and off and reset to zero volts by the star

47、t and stop charging signals, analog input/transducerE) A human-readable way to display the number of pulses counted during this interval. This is the latching and display section.We will learn how to build each of these sections, then connect them together into the functioning DVM.II. Section-by-Section Build-UpSo, let us get started.A. Clock GenerationPart A we already have learned to do in the previous lab. Digital