К выходу источника опорного напряжения плюс 12 подключен делитель напряжения на прецизионных резисторах R16 на 10кОм и R17 на 2кОм. Таким образом, на выходе мы получаем напряжение плюс 2В с точностью плюс-минус 0,00002В (по заданию требуется точность плюс-минус 0,001В). Конденсатор C7 служит для сглаживания пульсаций входного напряжения (см. рис.10).
Таким образом, требования, предъявляемые к блоку питания (см. расчет потребляемой мощности) выполняются.
Для защиты блока питания от скачков напряжения в сети 220В применяется плавкий предохранитель FU1.
Рис.10. Схема принципиальная блока питания вольтметра
Основные составляющие погрешности цифрового вольтметра, работающего по методу двойного интегрирования, - погрешности преобразования и сравнения, а так же погрешность дискретизации [6].
Погрешность преобразования и сравнения определяется:
· нестабильностью длительности T1 прямоугольного импульса, задающего интервал первого интегрирования [6]. Данная погрешность будет определяться погрешностью генерации счетных импульсов кварцевым резонатором. Она составляет 0,000001 процента [10]
· Недостаточно высокой точностью и нестабильностью опорного напряжения [6]. Она составляет (см. блок питания) 0,001 процента.
· Нестабильностью порога срабатывания устройства сравнения [6]. То есть погрешность компаратора. Порог срабатывания примененного в данной схеме компаратора равен 0.7мВ, что составляет 0,07 процента.
· Влиянием остаточных параметров аналоговых ключей [6] – в данном вольтметре применяется цифровой коммутатор напряжений с ничтожно малым пропускным сопротивлением (0,005 Ом [5]), следовательно, данная составляющая не учитывается.
· Кратковременной нестабильностью частоты F0 [6] - в данной схеме вольтметра периоды счета идут достаточно часто, и поэтому кратковременная нестабильность частоты ликвидируется в следующий период измерения.
Погрешность дискретизации определяется из соотношения [6]:
(7)
следовательно, погрешность дискретизации равна 0,1 процент (Nx=1000).
Итак, суммарная погрешность устройства равна 0,171001 процента:
Данная погрешность удовлетворяет заданной погрешности устройства 0,2 процента.
Проектирование электронных устройств – достаточно трудоёмкий процесс, требующий от инженера максимум знаний, трудолюбия и умения общаться со справочной литературой. Создание же цифровых измерительных устройств – особенно тяжёлый труд. Здесь присутствуют дополнительные особенности, которые должен учесть инженер.
Поэтому приобретение навыков в построении принципиальных схем устройств, а также общения со справочной литературой имеет немаловажное значение.
Целью данного курсового проекта и было обучение составлению принципиальных схем, а также написанию документации к прибору, работе со справочной литературой.
Был разработан цифровой вольтомметр двойного интегрирования с точностью, равной 0,171001 процента.
Во время написания курсового проекта были получены вышеперечисленные навыки.
1. Кострома В.С., Яцкевич В.А.
«Электронные устройства в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи»: Методические указания по курсовому проектированию. Ч.1. Разработка цифрового вольтметра. Гомель. БелИИЖТ. 1990.
2. Богданович М.И., Грель И.Н.
«Цифровые интегральные микросхемы»: Справочник. Мн.: Беларусь. 1991.
3. Вуколов Н.И., Михайлов А.Н.
«Знакосинтезирующие индикаторы»: Справочник. М.: Радио и связь. 1987.
4. Булычев А.Л., Галкин В.И.
«»Аналоговые интегральные схемы»: Справочник. Мн.: Беларусь. 1993.
5. Шило В.Л., Якубовский С.В.
«Цифровые и аналоговые интегральные схемы»: Справочник. М.: Радио и связь. 1989.
6. Мясников Е.В., Семенюта Н.Ф., Фомичев В.Н., Кострома В.С.
«Электронные устройства в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи»: Методические указания к лабораторным работам. Ч.4. Импульсные устройства. Гомель. БелИИЖТ. 1988.
7. Родин А.Е.
«Электронные устройства в железнодорожной автоматике, телемеханике и связи»: Курс лекций. Гомель. БелГУТ. 2000.
8. Журнал «Радио любитель» №1. 1998.
9. Журнал «Радио» №3. 1991.
10. Чистяков Н.И.
«Справочная книга радиолюбителя-конструктора» М.: Радио и связь. 1987.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.