简易数字直流电压表的设计

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/01 13:53:52
一、设计任务
设计一个简易数字电压表，系统原理框图如下：

该简易电压表对输入0~2V（20V）的模拟电压进行测量和数据显示（要求使用7106、7107）。具体设计任务是：
（1）实现电压表的电压测量功能（电压范围为：0~2V或20V）。
（2）实现自动量程转换。
（3）实现测试数据的正确显示。

二、设计要求
1．基本要求
（1）实现外输入模拟电压的正确测量。
（2）实现模拟电压测量量程的自动转换功能。（0~2V）
（3）实现数据的正确显示。
2．发挥部分
（1）实现自动量程转换功能。（0~20V）
（2）考虑电压表输入电阻大小，尽可能增大该电压表的输入电阻。

急需原理图 谢谢

1．转换方式
V-T型间接转换ADC。
2. 电路结构
图11.11.1是这种转换器的原理电路，它由积分器(由集成运放A组成)、过零比较器(C)、时钟脉冲控制门（G）和计数器（FF0～FFn）等几部分组成。

图11.11.1 双积分A/D转换器

(1)积分器
积分器是转换器的核心部分，它的输入端所接开关S1由定时信号Qn控制。当Qn为不同电平时，极性相反的输入电压vI和参考电压 VREF将分别加到积分器的输入端，进行两次方向相反的积分，积分时间常数τ=RC。

(2)过零比较器
过零比较器用来确定积分器的输出电压v0过零的时刻。当v0≥0时，比较器输出vC为低电平；当v0<0时，vC为高电平。比较器的输出信号接至时钟控制门(G)作为关门和开门信号。

(3)计数器和定时器
它由n+1个接成计数器的触发器FF0～FFn-1串联组成。触发器FF0～FFn-1组成n级计数器，对输入时钟脉冲CP计数，以便把与输入电压平均值成正比的时间间隔转变成数字信号输出。当计数到2n个时钟脉冲时，FF0～FFn-1均回到0态，而FFn翻转到1态，Qn=1后开关 S1从位置A转接到B。

(4)时钟脉冲控制门
时钟脉冲源标准周期Tc，作为测量时间间隔的标准时间。当vC=1时，门打开，时钟脉冲通过门加到触发器FF0的输入端。
3.工作原理
双积分ADC的基本原理是对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变成与之成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量输出。由于该转换电路是对输入电压的平均值进行变换，所以它具有很强的抗工频干扰能力，在数字测量中得到广泛应用。
下面以输入正极性的直流电压vI为例，说明电路将模拟电压转换为数字量的基本原理。电路工作过程分为以下几个阶段进行，图中 各处的工作波形如图11.11.2所示。 (1) 准备阶段
首先控制电路提供CR信号使计数器清零，同时使开关S2闭合，待积分