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[導(dǎo)讀]   本次設(shè)計硬件部分主要由信號放大、交直流轉(zhuǎn)換、AD轉(zhuǎn)換、量程轉(zhuǎn)換、用于數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯纹瑱C、接口芯片、串口以及PC機等部分構(gòu)成。首先,在PC機生成一個用于控制量程轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)顯示的窗口;先

  本次設(shè)計硬件部分主要由信號放大、交直流轉(zhuǎn)換、AD轉(zhuǎn)換、量程轉(zhuǎn)換、用于數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯纹瑱C、接口芯片、串口以及PC機等部分構(gòu)成。首先,在PC機生成一個用于控制量程轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)顯示的窗口;先根據(jù)輸入的周期性交流信號電壓幅度的大致范圍選定量程,根據(jù)所選擇的量程發(fā)送信息到單片機,然后通過單片機選通主要由CD4051所組成的量程調(diào)節(jié)部分中三個檔位中的一個(CD4051其實是一個8通道模擬開關(guān),這次設(shè)計實際上只用到了其中3個通道,依據(jù)每個通道所連接的電阻大小而構(gòu)成了3個測量檔位),被選通的檔位所連接的不同大小的反饋電阻與運放OP07構(gòu)成了一個正向負反饋放大電路,從而使得放大電路對輸入信號進行不同倍數(shù)的放大;被放大的信號經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換電路,交流信號轉(zhuǎn)換成直流信號,其電壓等于交流信號的有效值,直流信號再通過AD芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,單片機讀AD芯片進行數(shù)據(jù)采集然后通過串口傳送到PC機進行顯示。

  硬件設(shè)計框圖:

  

  由示意圖可以看出,被測量的周期性交流信號首先經(jīng)過運放OP07進行放大,被放大的信號經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換器AD637轉(zhuǎn)換為直流信號,然后由ADC0831進行AD轉(zhuǎn)換,單片機對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進行采集,最后被采樣的數(shù)據(jù)通過串口輸出到PC機上進行顯示。其中根據(jù)輸入信號的電壓范圍需分別進行放大,該部分主要依靠對單片機編程控制多路開關(guān)CD4051來實現(xiàn)。

  各主要電路部分說明

  信號放大部分:(信號放大部分由運放OP07和多路模擬開關(guān)CD4051組成)

  

  


  調(diào)試結(jié)果以及誤差分析

  根據(jù)上述方案對檢測電路進行調(diào)試,要求輸入微弱信號可以是正弦波、三角波或方波,其電壓范圍為10μV~5V,頻率范圍為10Hz~1MHz,調(diào)試數(shù)據(jù)見下表5.1:

  

  調(diào)試結(jié)果分析:首先,造成誤差的主要原因是輸入信號源會產(chǎn)生少量的紋波,運放OP07本身的精度也會對測試結(jié)果產(chǎn)生影響;其次,輸入信號的電壓范圍不能超過4.16V,這是由所選用的AD轉(zhuǎn)換芯片本身決定的。

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