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系统采用TI 公司的msp430作为处理器芯片， 经电压测量模块、电阻测量模块、电容测9 W( Z& I/ }& ~5 q9 j
量模块、三极管测量模块，实现电压、电阻、电容、三极管各个参数的测量，并及时由段: h' E% s% Q! P" C
式液晶模块进行显示，并实现作为信号发生器的功能。系统经过多次改进，运行稳定，测' Q% A1 @; Y# u
量精度较高，信号输出稳定。
- ~4 n# b5 x5 j/ K' K' `5 L: N2 I
1 方案论证
9 a: F4 ^; K9 t" @1 }& c$ q本系统由直流电压、交流电压、电阻、电容、三极管测量电路和正弦波信号发生器电
2 b& {, N7 S' I# m/ ^路组成。- f: W! Y- |/ c: j5 t
1.1 直流电压方案论证, o& d7 G6 Z! K3 e* c. a$ r
（1）直接测量法
0 e$ }4 _2 Y! W" g系统采用map430，其内部自带12 位AD，可以直接对电压进行采样，读出AD值，但是
- ~9 J! P# i" K: R6 H! y考虑到测试电压的量程的问题，无法采集较高的电压值。
: S& B7 t0 x/ T, y, T（2）比例分压法
- S5 Y, L4 e! D, K7 ~* x3 G采用电阻分压的方法，把输入电压进行按比例进行缩小，使电压适合msp430的取样范3 ?7 p1 ` S, b ]+ h6 _
围。综合考虑，选择方案二。( v1 U/ h5 H7 v' N6 [+ J. C7 V9 |
1.2 交流电压方案论证! M$ Q; [9 n C' M5 E4 Z) \
(1) RC 整流测试法
! N0 ?$ e: N6 M2 G F5 h- {& C# C用RC电路把交流信号转变成直流信号，再把信号输入到直流电压测量的电路中，就可! P/ e) s5 _. j5 ?
以实现测量。, Y5 w* p1 S* L# j
(2) AD637 整流测试法
- N/ h7 d) g" u1 a# g6 \用AD637进行整流， 把交流信号转变为直流信号， 再输入到直流电压的测试电路中， 就
. I, O' P$ _& {0 V可以测量。
5 g1 C6 O8 m* B( R0 o综合考虑，方案一中，电压会有相应的缩小，并且是没有规律，方案二中，经过AD6372 j3 z/ o3 @- U/ u8 W
的整流，直流电压与交流电压是成比例的，可以推算出原来的交流电压。最终选择方案二。
/ D0 @5 s* @' H1.3 电阻测量方案论证: G$ Z: X6 x* j+ m3 c
(1) 电阻桥测量法2 G: q6 d, A! l! s
通过搭建电阻网络，固定两个电阻，调节第三个电阻的阻值，使测量电压为零，利用电/ h; g: g. j# {" U3 _7 y
桥平衡的公式以及一些已知的电路参数就可以求出电阻值。
& Q5 O- V! \9 n" ?( X( h1 n(2) 伏安法测量法
% f* g8 t; M9 }* C6 c% H5 k" M通过把被测电阻和一个已知的电阻进行串联， 采样被测电阻的电压值， 利用已知的电路
D3 ^9 [9 J; T" u) k! R* u7 {5 p参数就可以求出电阻值。
/ X; v; S$ k, _ t% O K综合考虑，方案一电路麻烦，计算复杂，增加了cpu 的负担，对于方案二，电路简单，
+ J2 m& r# d3 c9 ^; n计算也简单，综上选择方案二。, \3 z+ R- N! |: W; f' g
1.4 电容测量方案论证5 {, I! Z, L: }5 \: r
(1) RC 震荡测量法7 x8 T6 g/ V8 p3 h
通过NE555搭建脉冲电路，通过单片机记录电路的震荡的频率，再利用电路的已知量，( m" }7 }. |. p- i T" p/ l
列关系式就可以求出电容值。2 l, h3 I, e7 @
(2) 阻抗法测量法+ |# d" ]3 q7 u, A' D5 w3 s
通过DDS信号发生器产生固定频率的正弦波， 把被测电容与电阻进行串联， 测量两者的
9 O0 y8 \. r8 l4 w- }: Y# |0 \电压值，利用已知的电路参数和关系式，就可以求出电容值。
) i9 S1 \6 H3 I: O& c5 @/ m综上考虑，方案一电路简单，单片机捕获脉冲的频率，方案简单，方案二中，正弦波的# M9 F5 ^3 m* b+ H* i
频率固定，只需采样两个电压，但很流交流源电路复杂，并不稳定，计算复杂。综上选择) [- S; B& S: o7 r" ~2 @1 ]8 j
方案一。
) N( W5 l) [$ }9 ~% k1.5 晶体三极管β参数测试方案论证
$ q7 V+ U) m7 v2 U/ G# F通过直流恒流源加在三极管的基极b，在发射极e 串一个标准电阻，测量在电阻上的电
0 B. y, F0 E. H3 ~1 D7 V9 f压，利用已知的参数和之间关系进行求解。
: a* g1 Z: {" b* B h47 b) R# h1 ?7 K; U% e L
1.6 正弦波产生方案论证
: U+ f6 K3 f9 T0 E0 Z- W( {采用DDS芯片AD9850产生正弦波信号，信号的频率由外部按键调节，信号的幅值由外& n7 M2 `5 q* e5 V$ i
部的放大电路进行调节。
: b& d; Q$ E7 E: t' [2 理论分析与计算5 l' X$ _1 @# g' |! C
2.1 直流供电系统
5 K2 W" u# Q: ]9 j' e7 o) ]本电源系统采用LM2596作为5v 稳压芯片， LM1117作为3.3v 稳压芯片。LM2596的待机
1 {; ~# y5 y8 n电流最小可达60uA，实现待机断电状态，满足低功耗的要求。! e. g6 f; P+ d- g. X8 L/ w
. ], B F! R7 v
" F b/ O+ f! {6 ^1 ?0 C3 V9 j$ n$ E: }) R- Z" M( d U+ {3 a+ [
5 w# C* B9 s1 }, f! o: A+ Z' @' m4 J8 r( B) u
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发表于 2019-12-9 10:23
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