數(shù)控直流穩(wěn)壓電源(完整版)

天津工業(yè)大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院 電科1003數(shù)控直流電源摘要 本文所介紹的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，電壓輸出范圍為0到9.9V，在控制端由“+”、“-”兩鍵分別控制輸出電壓的步進(jìn)增減，步進(jìn)值為0.1V,并且輸出電壓可預(yù)置在099V之間的任意一個(gè)值；輸出電壓值用LED數(shù)碼管顯示。與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比，具有操作方便，電壓穩(wěn)定度高的特點(diǎn)，其輸出電壓大小采用數(shù)碼管顯示，主要用于要求電源精度比較高的設(shè)備，或科研實(shí)驗(yàn)電源使用，并且此設(shè)計(jì)沒(méi)有用到單片機(jī)，只用到了數(shù)字技術(shù)中的可逆計(jì)數(shù)器，D/A 轉(zhuǎn)換器，譯碼顯示等電路，具有控制精度高制作比較容易等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞 穩(wěn)壓電源；數(shù)控；數(shù)模轉(zhuǎn)換；可逆計(jì)數(shù)目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求31.1設(shè)計(jì)任務(wù)31.2基本要求32.方案論證與比較32.1方案一32.2方案二32.3方案三42.4方案論證與比較53.理論分析與概述53.1 概述53.2 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)53.2.1 穩(wěn)壓電路基本原理53.2.2 數(shù)控基準(zhǔn)電源83.3 “+”, “-”鍵控制的可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)83.3.1 工作原理83.3.2 元件的選擇103.4 數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)103.4.1 工作原理103.4.2 原件選擇113.5 D/A 轉(zhuǎn)換電路（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）的設(shè)計(jì)113.5.1 DAC0832 工作原理113.5.2 DAC0832 芯片的特點(diǎn)123.6 調(diào)整輸出的設(shè)計(jì)123.6.1 運(yùn)放的選取133.6.2 取樣電路R1、R2的選取134.電路調(diào)試145.性能指標(biāo)測(cè)試145.1 測(cè)試所用儀器145.2 測(cè)量步驟146.改進(jìn)措施157.結(jié)論158.本設(shè)計(jì)部分主要電路158.1 數(shù)顯電路的仿真實(shí)現(xiàn)158.2 控制電路的仿真實(shí)現(xiàn)168.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的仿真實(shí)現(xiàn)16 8.4 輸出電路的仿真實(shí)現(xiàn)179.總結(jié)與體會(huì)18參考文獻(xiàn)18附錄191.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作有一定輸出電壓調(diào)節(jié)范圍 和功能的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源。1.2基本要求1、輸出直流電壓調(diào)節(jié)范圍09.9V，紋波小于10mV。2、輸出電流0500mA。3、輸出直流電壓能步進(jìn)調(diào)節(jié)，步進(jìn)值為0.1V。4、由“+”、“-”兩鍵控制輸出電壓步進(jìn)值的增或減。5、用數(shù)碼管顯示輸出電壓值，當(dāng)輸出電壓為9.9V時(shí)，數(shù)碼管顯示為“9.9”。2.方案論證與比較2.1 方案一 如圖1.11所示，該方案的控制部分采用8031單片機(jī)，輸出部分也不采用傳統(tǒng)的調(diào)整管方式，而是在D/A轉(zhuǎn)換之后，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定的功率放大得到，因?yàn)槭褂昧藛纹瑱C(jī)，整個(gè)系統(tǒng)可編程使得系統(tǒng)的靈活性大大增加。但是對(duì)于我們尚未涉足單片機(jī)，該方案喲一定的難度。鍵盤(pán)顯示器接口單片機(jī)8031鍵盤(pán)數(shù)碼顯示電壓預(yù)置D/A轉(zhuǎn)換功率放大A/D轉(zhuǎn)換譯碼顯示圖2.1 單片機(jī)的控制方案輸出2.2 方案二如圖1.12所示，該方案使用一套十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，一方面完成預(yù)置電壓的譯碼顯示，另一方面其輸出作為EPROM的地址輸入，而由EPROM的輸出經(jīng)D/A變換后控制誤差放大器的基準(zhǔn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出步進(jìn)。該方案將控制數(shù)據(jù)燒錄在EPROM中，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性降低。調(diào)整管過(guò)流保護(hù)整流濾波電路步進(jìn)減步進(jìn)加電壓預(yù)置十進(jìn)制計(jì)數(shù)器誤差放大譯碼顯示D/A轉(zhuǎn)換EPROM圖 2.2 傳統(tǒng)的調(diào)整管方案2.3 方案三該數(shù)控直流穩(wěn)壓電源共有六部分組成，其中輸出電壓的調(diào)節(jié)是通過(guò)“+” 和“-”兩個(gè)按鍵來(lái)操作的；步進(jìn)電壓精確到0.1V去控制可逆計(jì)數(shù)器分別作加，減計(jì)數(shù)；可逆計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制數(shù)字輸出分兩路運(yùn)行，一路用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字顯示電路，精確顯示當(dāng)前輸出電壓值；另一路進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（D/A轉(zhuǎn)換電路）；數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將數(shù)字量按比例，轉(zhuǎn)換成模擬電壓，然后經(jīng)過(guò)射極跟隨器的控制,調(diào)整輸出級(jí)，使輸出穩(wěn)定直流電壓。 可逆計(jì)數(shù)器的輸出是依次遞增或遞減的數(shù)字量，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后變成模擬電壓值。由于電壓的數(shù)值可以把輸出的模擬電壓經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換再顯示，也可以直接把D/A轉(zhuǎn)換前的數(shù)字量直接經(jīng)譯碼顯示。其原理方框圖和總體控制電路圖如下圖所示：圖2.3原理方框圖和總體控制電路圖2.4 方案論證與比較比較上述方案知，方案三具有成本低、電路簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，本設(shè)計(jì)選擇方案三。該方案可簡(jiǎn)述為：數(shù)字控制部分用+/按鍵控制產(chǎn)生可增加貨減少的BCD碼。BCD碼送到D/A轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，此電壓通過(guò)放大到合適的電平后加到可調(diào)穩(wěn)壓電路，控制輸出電壓以手動(dòng)0.1V的電壓步進(jìn)（或步減），或直流變化到某一設(shè)定的電壓值。3 理論分析與概述3.1 概述此數(shù)控直流穩(wěn)壓電源共有六部分，輸出電壓的調(diào)節(jié)是通過(guò)“+，-” 兩鍵操作，步進(jìn)電壓精確到 0.1V 控制可逆計(jì)數(shù)器分別作加，減計(jì)數(shù)，可逆計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制數(shù)字輸出分兩路運(yùn)行：一路用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字顯示電路，精確顯示當(dāng)前輸出電壓值；另一路進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（D/A 轉(zhuǎn)換電路），數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將數(shù)字量按比例，轉(zhuǎn)換成模擬電壓，然后經(jīng)過(guò)射極跟隨器控制,調(diào)整輸出級(jí)，輸出穩(wěn)定直流電壓。為了實(shí)現(xiàn)上述幾部分的正常工作，需要另制15V，和5V的直流穩(wěn)壓電源，及一組未經(jīng)穩(wěn)壓的12V17V 的直流電壓。此下所講的數(shù)控電源主要就是對(duì)此組電壓進(jìn)行控制，使輸出 09.9V 的穩(wěn)定的可調(diào)直流電壓。3.2 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)3.2.1 穩(wěn)壓電路基本原理1、直流穩(wěn)壓電源框圖電源變壓器整流電路濾波電路穩(wěn)壓電路+uO+uI220V50Hz變壓器：變壓(通常是降壓)和隔離。整流電路：是將交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)的直流電。濾波電路：是將脈動(dòng)直流中的交流成分盡可能濾除，使輸出電壓變得平滑。穩(wěn)壓電路:穩(wěn)定輸出電壓，即當(dāng)電源電壓，負(fù)載和環(huán)境溫度在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，穩(wěn)壓電路能自動(dòng)的調(diào)節(jié)使輸出的直流電壓基本保持不變。2、 橋式整流電容濾波電路a3.2.1 橋式整流電容濾波電路u1u2u1bD4D2D1D3RLuoSC單向橋式整流電路輸出電壓平均值 UO(AV) 和輸出電流的平均值IO(AV) , 脈動(dòng)系數(shù)：二極管的選擇每只二極管只在變壓器副邊電壓的半個(gè)周期通過(guò)電流，所以每只二極管的平均電流只有負(fù)載電阻上電流平均值的一半。二極管承受的最大反向電壓等于變壓器副邊的峰值電壓對(duì)于二極管最大整流平均電流IF和最高反向工作電壓UR均應(yīng)留10%的余地，以保證二極管安全工作。電容濾波電路濾波電容容量較大，一般采用電解電容器。輸出電壓平均值：當(dāng)負(fù)載開(kāi)路時(shí)：當(dāng)RLC（35)T/2時(shí)：考慮電網(wǎng)電壓波動(dòng)，電容的耐壓值應(yīng)大于。脈動(dòng)系數(shù) S ：約為 10% 20%3、穩(wěn)壓電路工作原理圖 3.2.2輸出電壓為：顯然， UO與UZ成線性關(guān)系，若UZ是數(shù)控的，則UO就可以是數(shù)控的。故基準(zhǔn)電源電路可用數(shù)控基準(zhǔn)電源電路代替輸入電壓UI的確定由模電知識(shí)：因設(shè)計(jì)指標(biāo)Umax=9.9V，通常 Uces=2V，所以 U1min 11.9V。考慮電源電壓波動(dòng)10%，則：0.9U1 11.9V 即 U1 13.3V 取 U1=18V3.2.2 數(shù)控基準(zhǔn)電源數(shù)控基準(zhǔn)電源的原理框圖 圖 3.2.33.3 “+”, “-”鍵控制的可逆計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)此部分電路主要用兩按鈕開(kāi)關(guān)作為電壓調(diào)整鍵，與可逆計(jì)數(shù)器的加計(jì)數(shù) CPU 時(shí)鐘輸入端和減計(jì)數(shù) CPD 時(shí)鐘輸入端相連，可逆計(jì)數(shù)器采用兩片四位十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)集成塊 74LS192 級(jí)聯(lián)而成。74LS192 是雙時(shí)鐘，可預(yù)置數(shù)，異步復(fù)位，十進(jìn)制（BCD 碼）可逆計(jì)數(shù)器。3.3.1 工作原理由于輸出電壓從0V到9.9V可以調(diào)節(jié)，所以74LS192 PL 是低電平有效的預(yù)置數(shù)允許端，PL=0 時(shí)，預(yù)置數(shù)輸入端 P0P3 上的數(shù)據(jù)被置入計(jì)數(shù)器。MR是高電平有效的復(fù)位端，MR=1 時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位，所有輸出端都為低電平。CPU 是加計(jì)數(shù)時(shí)鐘，CPD 是減計(jì)數(shù)時(shí)鐘，當(dāng) CPU=CPD=1 時(shí)，計(jì)數(shù)器處于保持狀態(tài)，不計(jì)數(shù)。當(dāng) CPD=1，CPU 由0 變?yōu)?1 時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值加1；當(dāng) CPU=1，CPD 由 0 變 1時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減1。TCU是進(jìn)位輸出端，當(dāng)加計(jì)數(shù)器達(dá)到最大計(jì)數(shù)值時(shí)，即達(dá)到 9 時(shí)，TCU 在后半個(gè)時(shí)鐘周期（CPU=0）內(nèi)變成低電平，其他情況均為高電平。TCU 是借位輸出端，當(dāng)減計(jì)數(shù)器計(jì)到零時(shí)，TCD在時(shí)鐘的后半個(gè)周期（CPD=0）內(nèi)變成低電平，其他情況下均為高電平。為實(shí)現(xiàn) 100 進(jìn)制的計(jì)數(shù)可把第一塊芯片的 TCU，TCD 分別接后一級(jí)的 CPU，CPD 就可以級(jí)聯(lián)使用，這就達(dá)到了 099 的計(jì)數(shù)。（a）引腳排列 (b) 邏輯符號(hào)圖3.3.1 74LS192的引腳排列及邏輯符號(hào)圖中：為置數(shù)端，為加計(jì)數(shù)端，為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端，為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。 輸入 輸出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba011 加計(jì)數(shù)011 減計(jì)數(shù)74LS192功能表3.3.2 元件的選擇74LS192 是雙時(shí)鐘，可預(yù)置數(shù)，異步復(fù)位，十進(jìn)制（ BCD 碼）可逆計(jì)數(shù)器，還可選用 54HC192，54HCT192，74HC192，74HCT192 等。3.4 數(shù)字顯示電路的設(shè)計(jì)3.4.1 工作原理數(shù)字顯示驅(qū)動(dòng)采用兩塊 74LS247 芯片，74LS247 為四線七段譯碼驅(qū)動(dòng)器，內(nèi)部輸出帶上拉電阻，它把從計(jì)數(shù)器傳送來(lái)的二十進(jìn)制碼，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)碼。具體功能如下圖所示。圖 3.4.1譯碼顯示電路框圖74LS247器件圖及邏輯真值表如下圖所示 圖 3.4.274LS248，七段譯碼器，輸出高電平有效，適合于共陰極接法的七段數(shù)碼管使用 A3，A2，A1，A0，為 8421BCD 碼輸入，a,b,c,d,e,f,g 為七段數(shù)碼輸出，LT 為試燈輸入信號(hào)，用來(lái)檢查，數(shù)碼管的好壞，IBR 為滅零輸出信號(hào)，用來(lái)動(dòng)態(tài)滅零，IB/QBR 為滅燈輸出信號(hào)，該端既可以作輸入也可以作輸出，具體工作如上真值表所示。3.4.2原件選擇與 74LS248 功能相同的還有，74LS247，7CD4511 等。3.5 D/A 轉(zhuǎn)換電路（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）的設(shè)計(jì)3.5.1 DAC0832 工作原理數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，采用兩塊 DAC0832 集成塊，它是一個(gè) 8 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路，這里只使用高 4 位數(shù)字量輸入端。由于 DAC0832 不包含運(yùn)算放大器，所以需要外接一個(gè)運(yùn)算放大器相配，才構(gòu)成完整的 D/A 轉(zhuǎn)換器，低位 DAC 輸出模擬量經(jīng) 9：1 分流器分流后與高位 DAC 輸出模擬量相加后送入運(yùn)放，具體實(shí)現(xiàn)，由 900和100的電阻相并聯(lián)分流實(shí)現(xiàn)，運(yùn)放將其轉(zhuǎn)換成與數(shù)字端輸入的數(shù)值成正比的模擬輸出電壓，運(yùn)放采用具有調(diào)零的低噪聲高速優(yōu)質(zhì)運(yùn)放 NE5534。具 體封裝圖如下圖 3.5.1 所示 圖 3.5.1DAC0832 芯片主要功能引腳的名稱(chēng)和作用如下： d7d0：8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入端；ILE：輸入鎖存允許，高電平有效CS：片選信號(hào)，低電平有效WR1，WR2：寫(xiě)選通信號(hào)，低電平有效XFER：轉(zhuǎn)移控制信號(hào)，低電平有效Rf：內(nèi)接反饋電阻，Rf=15K；IOUT1，IOUT2：輸出端，其中 IOUT1 和運(yùn)放反相輸入相連，IOUT2 和運(yùn)放同相輸入端相連并接地端。Vcc：電源電壓，Vcc 的范圍為+5V+15V；Vref：參考電壓，范圍在-10V+10V;GND：接地端。 VREF設(shè)置 ：當(dāng) ILE=1,CS=0,WR=0，輸入數(shù)據(jù) d7d0 存入 8 位輸入寄存器中，當(dāng) WR2=0，XFER=0 時(shí)，輸入寄存器中所存內(nèi)容進(jìn)入 8 位 DAC 寄存器并進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。當(dāng) DAC0832 外接運(yùn)放 A 構(gòu)成 D/A 轉(zhuǎn)換電路時(shí)，電路輸出量 V0 和輸入 d7d0 的關(guān)系式為： 因計(jì)數(shù)器輸出只有4位，只能接D/A轉(zhuǎn)換器中D0D7的4位，故輸出電壓與輸入端的選擇有關(guān)，由計(jì)算可知，要同時(shí)達(dá)到輸出電壓為9.9V并且步進(jìn)值為0.1V，使用一個(gè)可逆計(jì)數(shù)器是不行的，所以D/A轉(zhuǎn)換電路也需使用兩個(gè)。3.5.2 DAC0832 芯片的特點(diǎn)DAC0832 最具特色是輸入為雙緩沖結(jié)構(gòu)，數(shù)字信號(hào)在進(jìn)入 D/A 轉(zhuǎn)換前，需經(jīng)過(guò)兩個(gè)獨(dú)立控制的8 位鎖存器傳送。其優(yōu)點(diǎn)是 D/A 轉(zhuǎn)換的同時(shí)，DAC 寄存器中保留現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，而在輸入寄存器中可送入新的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中多個(gè) D/A 轉(zhuǎn)換器內(nèi)容可用一公共的選通信號(hào)選通輸出。由于 DAC0832 輸出級(jí)沒(méi)有加集成運(yùn)放，所以需外加 NE5534 相配適用。NE5534 封裝如下圖 5所示。圖 3.5.3 IN-為反相輸入端,IN+為同相輸入端；OUT 為輸出端；Balance 為平衡輸入端,主要作用是,使內(nèi)部電路的差動(dòng)放大電路處于平衡狀態(tài)；COMp/Bal 的作用為,通過(guò)調(diào)節(jié)外接電阻,以達(dá)到改善放大器的性能和輸出電壓;VCC-和 Vcc+為正負(fù)電源供。3.6 調(diào)整輸出的設(shè)計(jì) 調(diào)整輸出級(jí)采用運(yùn)放作射極跟隨器，使調(diào)整管的輸出電壓精確地與 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出電壓保持一致。調(diào)整管采用大功率達(dá)林頓管，確保電路的輸出電流值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。數(shù)控電源各部分工作所需的15V 和5V 電源由固定集成穩(wěn)壓器 7815、7915、和 7805 提供，調(diào)整管所需輸入電壓，經(jīng)簡(jiǎn)單整流，濾波即可得到，但要求能提供 5A 的電流。輸出電壓的調(diào)整，主要是運(yùn)用射極輸出器發(fā)射極上所接的 4.7K 電阻來(lái)完成的，此反饋電阻的主要作用是，把輸出電壓反饋到 NE5534 的輸入級(jí)的反向輸入端，當(dāng)同相輸入 IN+和反向輸入端 IN-有差別是，調(diào)整輸出電壓使之趨于穩(wěn)定，從而達(dá)到調(diào)整輸出電壓的目的。3.6.1 運(yùn)放的選取圖 3.6.1 圖 3.6.2基準(zhǔn)電源的運(yùn)放要求： 若選高4位比較放大器的運(yùn)放要求：顯然，滿足比較放大器的要求，就可以滿足基準(zhǔn)電源的要求，故運(yùn)放可選用同一種。3.6.2 取樣電路R1、R2的選取設(shè)計(jì)指標(biāo)：U0=09.9V 步進(jìn)值：輸出電壓： 步進(jìn)值：則當(dāng)則：R1、R2比例越大，調(diào)整越困難，故應(yīng)選擇合適的 。實(shí)際電路中，R1可用一個(gè)固定電阻和一個(gè)可調(diào)電阻串聯(lián)，以便于調(diào)整比例。4. 電路調(diào)試調(diào)節(jié)步驟如下：1 輸入數(shù)字 ，短接 Re1、Re、Rf 調(diào)運(yùn)放調(diào)零電位器 Rw ，用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)，使輸出電壓 Vo=0 1mV。2輸入數(shù)字 ，調(diào)整 Re1、Re2、Rf 使輸出電壓 Vo 達(dá)到預(yù)定的滿量程 9.9V。3 主要技術(shù)指標(biāo)本文所設(shè)計(jì)數(shù)控直流電源的電壓輸出范圍為 09.9V，步進(jìn)電壓值為 0.1V，輸出紋波電壓不大于10mV，輸出電流為 0.5A。5. 性能指標(biāo)測(cè)試5.1 測(cè)試所用儀器2A電流表、DT890D 型數(shù)字萬(wàn)用表、YB4320G 雙蹤示波器（20MHz）和可變繞繞電阻器。5.2 測(cè)量步驟 1. 輸出電壓的測(cè)量 接上負(fù)載，串接入電流表，數(shù)字萬(wàn)用表與負(fù)載并接，電壓設(shè)置為 5V，調(diào)整繞線電阻阻值的大小，使流過(guò)負(fù)載的電流為250mA，然后用“+”、“-”鍵控制輸出電壓的步進(jìn)或步減。檢查數(shù)碼顯示器顯示的電壓是否與數(shù)字萬(wàn)用表的測(cè)量電壓相符。按住“*”鍵不放，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓連續(xù)步進(jìn)，按住“-”鍵不放則連續(xù)步減，檢查減到0.0V后是否停止掃描。2. 輸出負(fù)載電流的測(cè)量輸出電壓智成5V，改變繞線電阻的大小，使負(fù)載電流達(dá)500Ma,測(cè)量輸出電壓的變化。本設(shè)計(jì)負(fù)載開(kāi)路與滿載之間輸出電壓的變化范圍為5V 0.02V。輸出電壓設(shè)置成2.0V和9.0V,重復(fù)上述過(guò)程，測(cè)量其變化僅為0.04V。3. 輸出紋波電壓的測(cè)量用示波器觀測(cè)直流輸出電壓的紋波，測(cè)量其紋波電壓的峰-峰值。經(jīng)測(cè)量，本設(shè)計(jì)的紋波抑制比為60dB。4. 電壓預(yù)置檢查用撥盤(pán)開(kāi)關(guān)BCD+SW1與BCD-SW1 設(shè)置電壓，按下S4鍵，經(jīng)檢查其輸出電壓與設(shè)置的電壓相符合。6. 改進(jìn)措施本電源輸出電壓大小尚受限制，在需要較高輸出電壓時(shí)，在不改變調(diào)節(jié)精度（即步進(jìn)電壓值）前提下，只要增加計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)數(shù)和相應(yīng) D/A 轉(zhuǎn)換器的個(gè)數(shù)，擴(kuò)大數(shù)顯指示范圍，配合選用高電壓輸出運(yùn)放，就能輕易地滿足要求。當(dāng)需要正負(fù)對(duì)稱(chēng)輸出電壓時(shí)，只要另增一組電源，對(duì) D/A 轉(zhuǎn)換器及調(diào)整輸出電路稍作改動(dòng)即可達(dá)到目的。7.結(jié)論 本設(shè)計(jì)按照“簡(jiǎn)單可靠”、選用低價(jià)格通用元器件“的宗旨，達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中提出的技術(shù)指標(biāo)。例如，數(shù)字控制部分舍棄了ROM芯片，可調(diào)穩(wěn)壓部分選用了低價(jià)格的CW7800系列。本設(shè)計(jì)具有較高的性價(jià)比，并簡(jiǎn)單、可靠。但系統(tǒng)設(shè)計(jì)人有改進(jìn)之處。例如，DAC中運(yùn)放的電源歲電壓的精度有很高的要求，設(shè)計(jì)中考慮較少，使系統(tǒng)電壓的精度有所下降。8.本設(shè)計(jì)部分主要電路8.1 數(shù)顯電路的仿真實(shí)現(xiàn) 如圖所示，74LS47D是驅(qū)動(dòng)共陽(yáng)數(shù)碼管的譯碼驅(qū)動(dòng)器。用邏輯電平開(kāi)關(guān)來(lái)代替BCD碼；調(diào)整開(kāi)關(guān)J1、J2，J3，J4的狀態(tài)，可以得到不同的BCD碼組合；運(yùn)行仿真，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)數(shù)碼管的顯示結(jié)果會(huì)隨之變化，R1在實(shí)際應(yīng)用電路中是一個(gè)較為有用的器件。如果沒(méi)有這只電阻，數(shù)碼管極易受損壞。在實(shí)際電路中，采用74LS2分別改變各個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，觀察顯示值的變化并記錄。 圖 8.18.2 控制電路的仿真實(shí)現(xiàn) 如圖3.8.2所示，采用了兩個(gè)按鍵，分別為+和一，用來(lái)調(diào)節(jié)設(shè)定電壓，可以以01V的步進(jìn)增加或減少。按下+和一鍵，產(chǎn)生的脈沖輸入到74LSl92N的CP的UP或DOWN端來(lái)控制74LSl92N的輸出是作加計(jì)數(shù)還是減計(jì)數(shù)。圖 8.28.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的仿真實(shí)現(xiàn) 圖 8.3 將圖中的四個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)按照二進(jìn)制自然碼順序開(kāi)關(guān)，使得每個(gè)開(kāi)關(guān)都在運(yùn)算放大器的同相端和反相端間切換觀察輸出電壓。測(cè)試結(jié)果分析，輸出電壓符合設(shè)計(jì)要求。圖 .8.48.4 輸出電路的仿真實(shí)現(xiàn) 輸出仿真電路由運(yùn)放NE5