Разработка цифрового вольтметра постоянного напряжения

Аннотация

В данном курсовом проекте “Разработка цифрового вольтметра” изложены цели и задачи курсового проекта, дается анализ структурной схемы и расчет основных параметров цифрового вольтметра постоянного напряжения.

На основе этого метода и выбранной элементной базы разработана принципиальная схема цифрового вольтметра с поразрядным кодированием напряжения, дано подробное описание принципа его работы. Также описано функционирование основных узлов цифрового вольтметра и сделан краткий вывод по данному курсовому проекту.

Исходные данные:

Вид изменяемого напряжения – постоянное.

Структурная схема вольтметра – В (поразрядное кодирование)

Пределы измерения – 0-0.1; 0-1; 0-10 В.

Точность измерения – 0.2%

Время измерения – 1 с.

Элементная база – КМОП - 561 серия

        Конструктивное исполнение – ЖКИ индикация.

Содержание

Аннотация

Введение ………………………………………………………………………..   4

1          Структурная схема вольтметра …………………………………………6

2           Расчёт основных параметров вольтметра…………………………  … 9

3                                   Схематика основных узлов цифрового вольтметра……………………12

3.1       Входной делитель напряжения…………………………………… …...12

3.2       Входной усилитель………………………………………………………14

3.3       Цифро – аналоговый преобразователь………………………………….20

3.4       Устройство сравнения…………………………………………………....22

3.5       Тактовый генератор………………………………………………… …...17

3.6       Устройство индикации …………………………………………………..23

3.7       Блок питания ……………………………………………………………..27

            Заключение ……………………………………………………………….30

            Литература………………………………………………………………...31

Приложение А      Схема электрическая принципиальная цифрового вольтметра

Приложение Б       Перечень элементов

                                           Введение

Современный этап научно-технического прогресса характеризуется повсеместным внедрением принципиально новой техники. Ускорение научно-технического прогресса в значительной степени зависит от успехов современной микроэлектроники, являющейся современной элементной базой электронных устройств автоматики, телемеханики и связи.

      Интегральные микросхемы значительно расширили диапазон применения электронных устройств на железнодорожном транспорте. Они создали возможность для совершенствования систем автоматического регулирования движения поездов, радиосвязи, учета и планирования технологических процессов на железнодорожном транспорте, автоматической локомотивной сигнализации и ряда других.

      Основные цели и задачи курсового проекта: закрепить теоретический материал по данной дисциплине, получить необходимые навыки по инженерному проектированию электронных устройств на основе использования микроэлектронной элементной базы, научиться анализировать исходные данные, производить оценку различных вариантов схем с целью выбора наиболее целесообразной, научиться правильно выбирать методику расчета схем, разрабатывать электрические схемы, научиться самостоятельно работать с технической литературой, уметь пользоваться справочной литературой, ГОСТами, уметь составлять расчетно-пояснительную записку и оформлять графический материал в соответствии с требованиями ЕСКД, производить анализ полученных результатов.

        Цифровая измерительная техника является основной и наиболее развивающейся частью измерительной техники, представляет собой совокупность цифровых измерительных приборов (ЦИП), методов их проверки и правил эксплуатации. Средства цифровой измерительной техники наилучшим образом сопрягаются со средствами вычислительной техники, обладают высокой точностью и быстродействием.

Цифровыми называются такие измерительные устройства, в которых измеряемая величина автоматически в результате квантования и цифрового кодирования представляется кодовым сигналом, выражающим значение измерительной величины.

Цифровые измерительные  устройства разделяются на цифровые измерительные приборы (ЦИП) и аналого-цифровые преобразователи (АЦП), ЦИП являются автономными устройствами, выдают значения измеряемой величины автоматически в визуальном виде на отдельном цифровом отсчётном или регистрирующем устройстве.

АЦП не имеет отсчётных или регистрирующих устройств. Являются частью ЦИП или более сложных измерительно-информационных систем и выдают результат измерения обычно в виде электрического кодового сигнала.

Основные направления создания ЦИП:

 разработка ЦИП со встроенным микропроцессором, с автоматизацией выбора пределов и рода измеряемой величины;

разработка ЦИП высокого быстродействия с параллельными и комбинированными структурами;

разработка ЦИП с узлами различного функционального преобразования.

Одну из групп среди ЦИП составляют цифровые вольтметры (ЦВ) постоянного тока. ЦВ используются как отдельные приборы, служат основой цифровых мультиметров (ЦМ), позволяющих измерять различные электрические величины и параметры электрических цепей.