峰值检测数电课程设计

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1、目录目录 1. 概述3 2. 电路设计 4 2.1 放大器电路 .4 2.2 采样/保持电路 6 2.3 采样/保持控制电路 9 2.4 A/D 转换电路 .9 2.5 数字锁存控制电路. 11 2.6 译码显示电路 11 2.7 555 多谐振荡电路 12 2.8 电压电源产生电路. 14 3. 芯片介绍 16 3.1 OP07 . 16 3.2 LF398 . 17 3.3 LM311 18 3.4 ICL7135 19 3.5 74LS47 22 3.6 数码管 . 23 3.7 MC1403 25 4. 课程设计心得 25 参考文献 26 附录:作品展示及调试 . 27 摘要摘要：本文

2、介绍了峰值检测系统的电路设计原理、设计方法及其性能指标调试 方法。将被测信号经 OP07 放大后，经 LF398 采样/保持后利用 ICL7135 模数转 换芯片进行A/D转换输出数字量并通过译码器74LS47信号处理后经数码管显示 输出。 关键词关键词：峰值检测、采样/保持、A/D 转换、译码显示 1. 概述 本次课程设计是设计并制作一个峰值检测电路，测量信号电压幅值为 0-10mv，显示 0000-1999，用 4 位七段 LED 数码管作为显示元件。 峰值检测电路，英文名叫做 Peak Detector，简称 PKD。其作用是对输入信号 的峰值进行提取、保存、显示。在科研、生产各个领域都

3、会用到峰值检测。在自 动增益控制（AGC）电路和传感器最值求取电路中应用广泛，一般作为程控增益 放大器（PGA）倍数选择的判断依据。 峰值检测的关键任务是检测峰值并使之保持稳定，且用数字显示峰值。课采 用采样/保持峰值电路，通过数据锁存控制电路锁存峰值的数字量。其框图如图 1-1 所示。它由放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D(模数转换)、译码 显示、数字锁存控制电路组成。 图 1-1 峰值检测原理框图 各部分电路的具体作用如下。放大电路：对被测模拟量进行放大。采样/保持 电路：对被测模拟量进行采样，并保持峰值。采样/保持控制电路:该电路通过控 制信号实现对峰值采样，小于原峰值时，保

4、持原峰值，大于原峰值时保持新的峰 值。A/D 转换电路：将模拟量转换成数字量。译码显示电路：完成峰值数字量的 译码显示。数字锁存控制电路：对模拟转换的峰值数字量进行锁存，小于峰值的 数字量不能锁存。 本次课程设计目的是在掌握电子电路的基础知识、具有基础电路设计能力、 掌握查阅资料的基本方法、熟悉常用的电子器件、熟悉电子设计常用软件的使用 的基础上，进一步掌握数字电路的设计及调试方法。 2. 电路设计 2.1 放大器电路 因为设计要求电压幅值为 0-10mV， 如果在模数转化电路中我们选择的量 程是 199.9mV，所以要求把电压放大 20 倍。如果在模数转化电路中我们选 择的量程是 1.999

5、V，可以把电压放大 200 倍。 前置放大器一般采用集成运算放大器(简称运放)。集成运放有通用型(如 F007、A741、DG741)和专用型两类，专用型有低漂移型(如 DG725、OP07、 ICL7605)、 高阻型(如 LF356、 CA3140、 DG3140)、 高速型(如 LM318、 NE530、 A715)、低功耗型(如 LM4250、A335)等。使用时应根据实际需要来选择集 成运放。择选的依据是其性能参数：差模输入电阻、输出电阻、输入失调电 压、电流及温漂，开环差模增益，共模抑制比和最大输出电压幅度等。这些 参数均可以从有关手册中查得。A741 构成的放大电路如图 2-1

6、所示。 图 2-1 A741 构成的放大电路 此电路为同相输入放大， 放大倍数为) 1 1 1( R RV K （1） 公式（1）中，要使 K 等于 20，1R取K1，1RV取K19。那么可以选 择 20k，50k，100k阻值的可变电阻器，阻值越小，可调精度越高，但 是 K 值取值范围越小。 在此，我们还要考虑运算放大器的性能参数，这里主要考虑失调电压。 在仿真图中， 选取了 A741 运算放大器， 是一种通用放大器， 但是性能不好， 失调电压为毫伏级，故不能满足几毫伏级的电压放大。也可以选用其调零电 路将其失调电压降低向零靠近，其调零电路如图 2-2 所示。但是这样一来电 路就比较复杂，使整个电路需要调的参数太多。 图 2-2 A741 调零电路图 实际电路中我们可以用超低失调精密运放放大器 OP07A，构成电路图如 图 2-3 所示。 图 2-3 OP07A 构成放大电路图 利用仿真软件可得其在 010mV 电压输入时的输出响应及误差，见表 2-1。 表 2-1 OP07A 放大器在放大倍数为 20 时输入输出响应 Vi/V 0.001 0.002