模拟电子技术基础课程设计。
用运算放大器组成万用电表的设计与调试。
一、实验目的。
1、 设计由运算放大器组成的万用电表。
2、 组装与调试。
二、设计要求。
1、 直流电压表满量程 +6v
2、 直流电流表满量程 10ma
3、 交流电压表满量程 6v，50hz～1khz
4、 交流电流表满量程 10ma
5、 欧姆表满量程分别为1kω，10kω，100kω
三、万用电表工作原理及参考电路。
在测量中，电表的接入应不影响被测电路的原工作状态，这就要求电压表应具有无穷大的输入电阻，电流表的内阻应为零。但实际上，万用电表表头的可动线圈总有一定的电阻，例如100μa的表头，其内阻约为1kω，用它进行测量时将影响被测量，引起误差。此外，交流电表中的整流二极管的压降和非线性特性也会产生误差。
如果在万用电表中使用运算放大器，就能大大降低这些误差，提高测量精度。在欧姆表中采用运算放大器，不仅能得到线性刻度，还能实现自动调零。
1、直流电压表。
图1为同相端输入，高精度直流电压表电原理图。
为了减小表头参数对测量精度的影响，将表头置于运算放大器的反馈回路中，这时，流经表头的电流与表头的参数无关，只要改变r1一个电阻，就可进行量程的切换。
图1 直流电压表。
表头电流i与被测电压ui的关系为。
应当指出：图1适用于测量电路与运算放大器共地的有关电路。此外，当被测电压较高时，在运放的输入端应设置衰减器。
2、 直流电流表。
图2是浮地直流电流表的电原理图。在电流测量中，浮地电流的测量是普遍存在的，例如：若被测电流无接地点，就属于这种情况。
为此，应把运算放大器的电源也对地浮动，按此种方式构成的电流表就可象常规电流表那样，串联在任何电流通路中测量电流。
图2 直流电流表。
表头电流i与被测电流i1间关系为
i1r1＝（i1－i）r2
可见，改变电阻比（r1／r2），可调节流过电流表的电流，以提高灵敏度。如果被测电流较大时，应给电流表表头并联分流电阻。
3、交流电压表。
由运算放大器、 二极管整流桥和直流毫安表组成的交流电压表如图3所示。被测交流电压ui加到运算放大器的同相端，故有很高的输入阻抗，又因为负反馈能减小反馈回路中的非线性影响，故把二极管桥路和表头置于运算放大器的反馈回路中，以减小二极管本身非线性的影响。
图3 交流电压表。
表头电流i与被测电压ui的关系为。
电流i全部流过桥路，其值仅与ui／r1有关， 与桥路和表头参数（如二极管的死区等非线性参数）无关。表头中电流与被测电压ui的全波整流平均值成正比，若ui为正弦波，则表头可按有效值来刻度。被测电压的上限频率决定于运算放大器的频带和上升速率。
4、 交流电流表。
图4为浮地交流电流表，表头读数由被测交流电流i的全波整流平均值i1**决定，即。
如果被测电流i为正弦电流，即。
i1＝i1sinωt，则上式可写为。
则表头可按有效值来刻度。
图4 交流电流表。
5、 欧姆表。
图5为多量程的欧姆表。
图5 欧姆表。
在此电路中，运算放大器改由单电源供电，被测电阻rx跨接在运算放大器的反馈回路中，同相端加基准电压uref。
∵ up＝un＝uref
i1＝ix即
流经表头的电流。
由上两式消去(uo－uref)
可得 可见，电流i与被测电阻成正比，而且表头具有线性刻度，改变r1值，可改变欧姆表的量程。这种欧姆表能自动调零，当rx＝0时， 电路变成电压跟随器，uo＝uref，故表头电流为零，从而实现了自动调零。
二极管d起保护电表的作用，如果没有d，当rx超量程时，特别是当rx→∞，运算放大器的输出电压将接近电源电压，使表头过载。有了d 就可使输出钳位，防止表头过载。调整r2，可实现满量程调节。
四、电路设计。
1、 万用电表的电路是多种多样的， 建议用参考电路设计一只较完整的万用电表。
2、 万用电表作电压、电流或欧姆测量时， 和进行量程切换时应用开关切换，但实验时可用引接线切换。
五、实验元器件选择。
1、 表头灵敏度为1ma，内阻为100ω
2、 运算放大器 μa741
3、 电阻器均采用的金属膜电阻器。
4、 二极管 in4007×4、in4148
5、 稳压管 in4728
六、注意事项。
1、 在连接电源时，正、负电源连接点上各接大容量的滤波电容器和。
0.01μf～0.1μf的小电容器，以消除通过电源产生的干扰。
2、 万用电表的电性能测试要用标准电压、电流表校正， 欧姆表用标准电阻校正。考虑实验要求不高，建议用数字式位万用电表作为标准表。
七、报告要求。
1、 根据设计指标要求，确定电压表、电流表、欧姆表中器件参数；
2、利用ewb**，画出各种表的输出刻度曲线与表头刻度曲线的对应关系；
3、用标准表作测试比较，记录万用电表各功能档的读数，计算相对误差，分析误差原因；
4、结合**及实验测试结果，对电路提出改进建议，试画出完整的万用电表的设计电路原理图；
5、总结设计收获与体会。
模电课程设计
苏州市职业大学。课程设计说明书。名称小功率可调直流稳压电源 10年6月 28日至 10 年 7 月2日共 1 周。院系电子信息工程系 班级 09微电子1 姓名王林强。系主任曹丰文 教研室主任陈伟元 指导教师朱臻 第一章 绪论3 1.稳压电源3 2.变压器3 3.整流电路4 4.滤波电路5 5.稳压电...
模电课程设计
课程设计报告。电子配料秤设计。1 设计任务与要求。在工业生产中，经常要将不同的物料按一定重量的比例配置进行混合加工，现设计重量计量装置，用于配料生产的自动控制系统。要求 配料精度优于百分之一 配料的重量连续可调，料满自动停止加料 工作稳定可靠 设计电路所需的直流电源。2 总体方案设计。该装置主要功能...
模电课程设计
模拟电路课程设计报告。题目多功能有源滤波器。一 设计任务与要求。设计一个可以同时获得高通 低通和带通三种滤波特性的滤波器，通带 1。用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源 12v 二 方案设计与论证。题目要求分析 一，题目要求设计一个可以同时获得高通 低通和带通三种滤波特性的滤波...