真有效值數(shù)字電壓表-總結(jié)

1、2014湖南大學電子設計競賽第一次校內(nèi)賽賽真有效值數(shù)字電壓表一、設計任務設計并制作一臺數(shù)字真有效值電壓表。二、要求1、基本要求（1）真有效值電壓測量：可測量頻率范圍在0Hz10kHz頻率范圍的單頻信號或合成信號的電壓有效值，測量相對誤差0.5%+最低位2個字。（2）測量量程：分2OOmV、2V、20V三檔，可用手動切換量程。（3）測量結(jié)果顯示：釆用LED或LCD顯示十進制數(shù)字，三位半數(shù)顯（0000-1999）（4）輸入電阻lOOkQo（5）具有輸入過壓保護功能。（6）單電源供電，供電電源電壓9Vo2、提高部分（1）擴展頻率測量范圍為0Hz100kHz。（2）增加平均值測量功能。（3）測量誤差降

2、低為0.1%+最低位2個字。（4）自動量程切換功能。（5）其他。設計分析一、對題目的理解真有效值的概念、實現(xiàn)方法及分析對有效值的理解真有效值不是針對正弦信號定義的，所有電信號都有其有效值。從物理學的角度而言,就是電流通過物體做的功(發(fā)熱)等效。所以在此處不能用檢測峰值或平均值通過轉(zhuǎn)換計算得到，而是要通過采樣，按有效值的定義，通過離散化計算得到。檢峰或平值值換算得到是針對特定的周期性波形，如正弦波。而本題要求并沒有定義是正弦波。有效值的計算有效值計算式：積分部分可通過離散化計算。設等時間間隔采樣，在0至T采樣時間采樣N點，則連續(xù)枳分可以用離散化公式進行計算：從中可得到:采樣時間計算對誤差的影響以

3、單位幅值正弦波為例，分析積分時間及開始程分時刻對計算的影響。設積分時間為T,初始相位為卩則對應的有效值的平方為2(2X(2x2o)T當采樣時長T為周期To的整數(shù)倍時，有:sin(2T+2(p)=sin2q2/15 /15siii(2T+2(p)sin理2p)1(2x2o)T2從中看出，采樣后的計算結(jié)果與初如采樣位置沒有相關(guān)性。當采樣時長T不為周期To的整數(shù)倍時，設TiTo+ATo有：1sin(2o(nT0+AT0)+2p)sincp)1siii(2AT0+2(p)sin理2p)_2(2x2o)T_2(2x2o)T與周期整數(shù)倍采樣相比，產(chǎn)生的偏差為：LU2=(2x2o)Tsin(2oAT0+2(

4、p)sin22(p)將T=nT0+AT0和0=5/To代入，有:2sin(2oAT0+2(p)sin驅(qū)(p)_sni(2oAT0+2100kQ查看電路原理圖，檢査電路制作是否與原理圖一致。4具有輸入過壓保護功能查看電路原理圖，檢査電路制作是否與原理圖一致。5單電源供電，供電電源電壓9V測蟄過程中，檢査電路是否是外接單電源。若白制電源，檢査是否只有一路AC到DC轉(zhuǎn)換的電源。6擴展頻率測雖范圍為OHzlOOkHzo選擇測量頻率點:50kHz.lOOkHzo分別在上而對應的頻率點，測呈輸入正弦波，有效值大約為10mV.50mV150mV、200mV0.5V、1.0V.1.5V.2.0V、5.0V、1

5、00V.15.0V.190V,記錄標準表和被測對象的讀數(shù)，以標準表示值作為真值，計算其相對誤差。7增加平均值測呈功能類似有效值測試方法S測呈誤左降低為0.1%+最低位2個字。根據(jù)有效值測呈的誤基計算結(jié)果判斷，結(jié)果應滿足要求9自動呈程切換功能。觀察，在呈，調(diào)節(jié)輸入，山輸入在小于200mV到大于2V范圍內(nèi)有小到大或山大到小變化，在雖程交替點應能看到測雖結(jié)果顯示的變化。10其他增加具有創(chuàng)造性的功能或性能.使用的便利性有較大提高。【根據(jù)功能要求，在此處要對每一項指標該如何測，給出具體方法】測試結(jié)果記錄及結(jié)果分析（1）測準確度測試（Q直流輸入頻率幅值20mV100mV150mV200mV0.5V10V15V2.0V10V19V0Hz被測表示值標準表示值相對誤差50Hz被測表示值標準表示值相對誤差100kHz被測表示值標準表示值相對誤差從表中得岀，測量的最大相對誤差是（）