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全电子式有源可调电阻器的研制

作　者: 黄殿臣
导　师: 童子权
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 电阻器数字合成量程转换增益设置
分类号: TM54
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

电阻器作为一种基本的电子元件被广泛的应用到电子电路系统中，在设计中经常需要对电阻器的阻值进行调整，如何实现电阻器阻值的自动的、宽量程的、高分辨力的调整就成为电路设计中的一个技术问题。公知的传统电阻箱均为手动改变电阻值，很难自动调节，机械电位器的特点是功率小、经济实用，但连接到电路当中之后，就不能确定所调节的阻值，使用寿命有限，而数字电位器克服了机械电位器这一问题，同时能实现阻值的自动调节，准确度高，但量程单一，分辨力低，不能满足多量程、高分辨力的设计的需求。根据欧姆定律：R=U/I，本文提出一种运用数字合成的方法使得输出电压能够程控改变，进而实现电阻器阻值的自动转换。该电阻器能够通过按键设置阻值并且显示出阻值。本设计的内部电路由量程转换电路、增益设置电路、控制及显示电路三部分电路组成，本设计选用多路开关进行量程的转换，同时为了消除开关的导通电阻，采用将两个多路开关的数据输入端进行并联方式消除该部分的误差，增益设置电路采用两片12位乘法型DAC芯片AD5445对增益进行控制，然后进行数字合成，同时采用多个电阻并联的方式消除独立电阻对本设计产生的误差，这样提高了电阻器的分辨力及准确度，控制显示电路采用单片机作为本设计的控制器，单片机负责外部数据的采集、数据处理及命令与数据的传输。本设计实现了阻值的连续调节，具有无继电器、分辨力高、准确度好、多量程的特点，当阻值在0~1K范围时，分辨力可达到0.1，准确度优于0.05%，阻值超过1K时，准确度优于0.5%。采用本文的设计方法所制作出的电阻器特别适合应用于对电路尺寸要求苛刻的电路系统中。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 课题研究的背景和意义  10-11
  1.2 电阻器的国内外研究现状  11-16
    1.2.1 电阻箱  13-14
    1.2.2 数字电位器  14-15
    1.2.3 电子负载  15-16
  1.3 本文研究的主要内容  16-17
第2章方案确定及误差分析  17-26
  2.1 整体方案确定  17
  2.2 芯片选择  17-20
    2.2.1 放大器芯片的选择  17-18
    2.2.2 档位转换电路中开关芯片的选择  18-19
    2.2.3 增益芯片的选择  19-20
  2.3 误差分析  20-25
    2.3.1 放大器引入的误差  20-23
    2.3.2 模拟电子开关导通误差  23-25
    2.3.3 硬件电路中其他元件引入的误差  25
  2.4 本章小结  25-26
第3章硬件电路与监控程序设计  26-37
  3.1 量程转换电路设计  26-27
  3.2 增益设置电路设计  27-30
  3.3 控制显示电路设计  30-33
    3.3.1 键盘控制电路  32
    3.3.2 显示电路  32-33
  3.4 电源电路设计  33-34
  3.5 监控程序设计  34-36
    3.5.1 整体程序设计  34-35
    3.5.2 数据处理部分算法说明  35-36
  3.6 本章小结  36-37
第4章调试与测试  37-48
  4.1 整体调试及问题解决  37-42
    4.1.1 基本功能验证  37-38
    4.1.2 程控调试试验  38-40
    4.1.3 系统试验  40-42
  4.2 整机性能指标测试  42-46
    4.2.1 分辨力  44-45
    4.2.2 准确度  45-46
  4.3 设计中存在的不足及展望  46-47
    4.3.1 设计存在的不足  46
    4.3.2 设计的展望  46-47
  4.4 本章小结  47-48
结论  48-49
参考文献  49-52
攻读硕士学位期间发表的学术论文  52-53
致谢  53

全电子式有源可调电阻器的研制

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