数字显示电阻测量仪.docx
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数字显示电阻测量仪
茂名学院
课程设计说明书
课程名称：
模拟电子设计课程设计
题目：
数字显示电阻测量仪
学生姓名：
专业：
电子信息工程
班级：
学号：
指导教师：
日期：
2008年6月16日
茂名学院
课程设计任务书
一、设计题目
数字显示电阻测量仪
二、主要内容及要求
（1）设计并制作4.5位数字显示电阻测量仪，电阻值用LED数码管显示，单位为
或k
或M
，在不同单位时，应有相应的指示。
（2）测量的电阻值范围为0.01
～20M
。
（3）测量误差：
相对误差<2%。
（4）测量量程分挡:
0～200
;0～2k
;0～20k
;0～200k
;0～2m
;0～20m
。
（5）具有测量刻度标准功能，通过外接标准电阻来调节实现此功能。
三、进度安排
第十七周完成
四、总评成绩
指导教师
学生签名
数字显示电阻测量仪
一、设计任务与要求
（1）设计并制作
位数字显示电阻测量仪，电阻值用LED数码管显示，单位为
或k
或M
，在不同单位时，应有相应的指示。
（2）测量的电阻值范围为0.01
～20M
。
（3）测量误差：
相对误差<2%。
（4）测量量程分挡:
0～200
;0～2k
;0～20k
;0～200k
;0～2m
;0～20m
。
（5）具有测量刻度标准功能，通过外接标准电阻来调节实现此功能。
二、方案设计与论证
本方案由五个部分组成，分别是：
恒定电压源；比例运算；单位显示；电压-电阻转换；译码输出显示。
电路中有三处多路选择开关，三个的选择档位是一一对应的，即三个每次都应打到相同数值的档位上。
一：
恒定电压源
由稳压二极管，集成运放，三极管构成，在输出端产生稳定的-3.5V电压。
此处用三极管来放大电流以减小误差。
二：
比例运算
由于实验要求量程分为六个档位，因此分别设置六个基准电阻，分别为200Ω,2KΩ,20KΩ,200KΩ,2MΩ,20MΩ。
根据集成运放的关系式
可得被测电阻与输出电压的关系为。
集成运放输入端的两个二极管是为了防止输入电压过大而损坏集成运放。
三：
单位显示
主要由三个乘法器和门电路构成，根据不同的基准电阻产生不同的压降，当选择Ω，KΩ,MΩ档时对应的灯泡亮以指示倍率。
四：
电压-电阻转换
在第二个单元电路中将被测电阻值以电压的形式显示，此时将根据公式
，利用乘法器和除法器将电压值换算为电阻值。
五：
译码显示
该部分由MC14433，3-8译码器和数码管组成。
MC14433是一个三位半的数模转换器。
将电压转换成二进制数，再经译码器译码后在数码管上显示出来。
三、单元电路设计与参数计算
一：
恒定电压源
图1：
恒定电压源电路
此电路在输出端产生一个恒定的-3.5V电压。
二：
比例运算
图2：
比例运算电路
三：
单位显示
图3：
单位显示电路
四：
电压-电阻转换
图4：
电压-电阻转换电路
五：
译码显示
图5：
译码显示电路
四、总原理图及元器件清单
1.总原理图
2.元件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
A1
LM741
1
A2
LM741
1
VT1
FZT749
1
VT2
MRF947
1
VD1
GLL4740
18V
1
VD2
BA157GP
2
乘法器
4
除法器
1
灯泡
2.5V
3
电阻
25
电压源
2V/20V/200V/15V/12V/3.5V
13
五、安装与调试
由于EWB中没有MC14433芯片，所以第五部分不能仿真出来。
调试：
首先将待测电阻设置为一任意值（0.01Ω-20MΩ），然后根据待测电阻值选择量程（三个档位选择开关均打到相同数值的档位上）。
打开开关后就能在最后的电压表上读出数值，然后根据倍率指示档乘以相应的倍率即为被测电阻的阻值。
六、性能测试与分析（写仿真调试与分析）
能够实现4.5位的数字显示，并且能够进行Ω,KΩ,MΩ的单位显示。
测量范围满足0.01Ω—20MΩ。
当被测阻值小于1Ω时，误差大概在0.7%左右，当被测阻值大于1Ω时误差为0.满足实验设计要求。
量程分为6档，符合实验要求。
七、结论与心得
通过实际动手设计电路，更加深对理论知识的理解。
能够熟练的使用集成运放和三极管等元件进行简单电路的设计。
八、参考文献
[1]《通用电子电路应用400例》何希才邹炳强电子工业出版社
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