Разработка цифрового вольтметра
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Структурная схема вольтметра
. Расчет основных параметров
. Схемотехника основных узлов цифрового вольтметра
.1 Входное устройство
.2 Генератор тактовых импульсов
.3 Схема устройства формирования импульсов
.4 Устройство управления
.5 Цифро-аналоговый преобразователь
.6 Устройство сравнения
.7 Схема счета и индикации
. Разработка блока питания
Заключение
Список литературы
Приложение А Принципиальная схема 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, 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, 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 вольтметры обладают следующими достоинствами - высокой точностью измерения напряжения (0.001%); широким диапазоном измерений при высокой чувствительности (от до В); отсчётом в цифровой форме (практически исключающем глазомерные ошибки и создающим удобство наблюдения на расстоянии); быстродействием (до изм/с); автоматическим выбором предела и полярности; возможностью получения результатов наблюдений в форме, удобной для ввода в ЭВМ; возможностью вывода на интерфейсную шину и включение в состав измерительно-вычислительного комплекса.
По схемному решению цифровые вольтметры делят на две основные группы: с жёсткой логикой и микропроцессорным программным управлением.
По элементной базе цифровые вольтметры разделяются на приборы, выполненные на электронных лампах, полупроводниковых приборах, интегральных микросхемах и микропроцессорах. В настоящее время основной парк составляют цифровые вольтметры, выполненные на цифровых и аналоговых микросхемах средней степени интеграции. Широкое применение находят специальные микросхемы, заменяющие целые функциональные блоки цифровых вольтметров. Практически все цифровые вольтметры выполняются с применением печатного монтажа и использованием автоматизированных технологических установок при их монтаже.
1.СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ВОЛЬТМЕТРА
Структурная схема цифрового вольтметра (ЦВ) поразрядного кодирования приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структурная схема ЦВ поразрядного кодирования
вольтметр цифровой импульс преобразователь
Рассмотрим принцип работы разрабатываемого устройства. Действие ЦВ данного типа заключается в последовательном сравнении измеряемого напряжения с рядом образцовых напряжений, значения которых задаются по определённому закону, например, по закону двоичного или двоично-десятичного кода. Число, соответствующее набору образцовых напряжений, которым компенсируется измеряемое напряжение, представляет это значение в закодированной форме. Таким образом, напряжение преобразуется в числовой эквивалент:
- напряжение, соответствующее единице младшего разряда (шаг квантования); - число разрядов кода; - коэффициент, равный 1 и 0 в зависимости от результатов сравнения в каждом такте.
ЦВ работает периодически. За один цикл измерений выполняется одно измерение. Время цикла измерения определяется выбранным алгоритмом формирования компенсационного напряжения.
Входное напряжение поступает на вход делителя, а с его выхода через входной усилитель напряжение , ( - коэффициент передачи входной цепи) - на один вход схемы сравнения. По сигналу запуска происходит сброс устройства управления. Импульсы с его выхода тактового генератора поступают вход схемы управления. Под действ