模電設(shè)計性實驗報告-用運(yùn)算放大器組成萬用表的設(shè)計

第四章設(shè)計性實驗4.1用運(yùn)算放大器組成萬用表的設(shè)計一、實驗?zāi)康?1)綜合利用所學(xué)知識，根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計由運(yùn)算放大器、二極管整流電路及電流表組成萬用表電路圖，搭出實際電路并組裝調(diào)試，提高實驗綜合能力與實際動手能力。(2)熟悉萬用表各常見功能的測試電路原理與方法。(3)進(jìn)一步體會運(yùn)算放大器的應(yīng)用，了解其優(yōu)勢。二、設(shè)計要求(1)直流電壓表滿量程+30V(2)直流電流表滿量程50mA(3)交流電壓表滿量程30V,50Hz~1kHz(4)交流電流表滿量程50mA(5)歐姆表滿量程1kΩ,10kΩ,100kΩ三、實驗內(nèi)容（電路設(shè)計與調(diào)試）(1)設(shè)計完整電路。電路說明：黑框以外部位是萬用表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，黑框以內(nèi)是四種可能的待測元件。四種功能的切換是以開關(guān)S1、S3、S4、S6的控制完成的，其中在圖示初始狀態(tài)下，開關(guān)S1賦予控制鍵A，其余三個的控制鍵是B，這就能有四種組合方式，從而達(dá)到四種電表的測量功能。所以得數(shù)據(jù)都是基于此圖制作，圖中的數(shù)據(jù)為量程的測量值對應(yīng)電流值，若要制作表頭，需要以此為依據(jù)。最后的原理圖，僅供原理參照作用，不做研究。圖圖SEQ圖\*ARABIC1運(yùn)算放大器組成萬用表電路原理設(shè)計圖表SEQ表\*ARABIC1電表類型對應(yīng)表AB電表類型10直流電流01交流電壓11直流電壓00交流電流其中1表示對應(yīng)鍵在初始態(tài)下按下，0表示初態(tài)。黑框中以類似的方式快速切換，便于仿真的進(jìn)行。圖SEQ圖\*ARABIC2圖SEQ圖\*ARABIC2直流電壓表的設(shè)計電路圖表SEQ表\*ARABIC2直流電壓表調(diào)試記錄標(biāo)準(zhǔn)值測量值測量電壓絕對誤差相對誤差輸入電壓6V6.0025V0.0025V0.042%8V8.0015V0.0015V0.019%10V10.003V0.003V0.03%電阻R130V/60mA=0.5KΩ電表選用量程0——60mA(3)直流電流表的設(shè)計電路及測量結(jié)果（A=1，B=0）圖圖SEQ圖\*ARABIC3直流電流表的設(shè)計電路圖表SEQ表\*ARABIC3直流電流表調(diào)試記錄標(biāo)準(zhǔn)值測量值測量電壓絕對誤差相對誤差輸入電流4mA3.9992mA0.0008mA0.020%6mA5.9992mA0.0008mA0.013%8mA7.9992mA0.0008mA0.010%電阻R130V/60mA=0.5KΩR22.5KΩ電表選用量程0——60mA(4)交流電壓表的設(shè)計電路及測量結(jié)果（A=0，B=1）圖圖SEQ圖\*ARABIC4交流電壓表的設(shè)計電路圖表SEQ表\*ARABIC4交流電壓表調(diào)試記錄標(biāo)準(zhǔn)值測量值測量電壓絕對誤差相對誤差輸入電壓65.040V0.599V9.98%87.2015V0.7985V9.98%109.0020V0.9980V9.98%電阻R130V/60mA=0.5KΩ電表選用量程0——60mA(5)交流電流表的設(shè)計電路及測量結(jié)果（A=0，B=0）：圖圖SEQ圖\*ARABIC5交流電流表的設(shè)計電路圖標(biāo)準(zhǔn)值測量值測量電壓絕對誤差相對誤差輸入電流44.235mA0.235mA5.875%66.357mA0.357mA5.950%88.475mA0.475mA5.935%電阻R130V/60mA=0.5KΩR22.5KΩ電表選用量程0——60mA表SEQ表\*ARABIC5交流電流表調(diào)試記錄圖SEQ圖圖SEQ圖\*ARABIC6歐姆表的設(shè)計電路圖表SEQ表\*ARABIC6歐姆表調(diào)試記錄標(biāo)準(zhǔn)值測量值測量電壓絕對誤差相對誤差輸入電阻600Ω601.8Ω1.8Ω0.31%9KΩ9.02KΩ0.02KΩ0.22%80KΩ80.35KΩ0.35KΩ0.44%電阻R11KΩR22.9KΩ電表選用量程0——1mA（忽略了Rm的影響）四、注意事項(1)運(yùn)算放大器的檢測用數(shù)字式萬用表直流電壓檔,測量運(yùn)算放大器輸出端與負(fù)電源端之間的電壓值（在靜態(tài)時電壓值較高）。用手持式金屬鑷子依次點(diǎn)觸運(yùn)算放大器的兩個輸入端（加入干擾信號），若萬用表針有較大幅度的擺動，則說明該運(yùn)算放大器完好；若萬用表針不動，則說明運(yùn)算放大器已損壞。(2)測量電流時應(yīng)注意消除電源產(chǎn)生的干擾連接電源時，正負(fù)電源連接點(diǎn)上各接大容量的濾波電容器和小電容器，以消除電源產(chǎn)生的