10.1讀圖的基本步驟

10.2位數(shù)字電壓表

10.3金屬帶材厚度自動控制器

第10章數(shù)字電路讀圖練習(xí)

10.1.1讀圖的思路

電子電路的主要任務(wù)是對信號進行處理，因此讀圖時，應(yīng)以所處理的信號流向為主線，沿信號的主要通路，以基本單元電路為依據(jù)，將整個電路分成若干個具有獨立功能的部分，進行分析。具體步驟可歸納為：了解用途、找出通路、劃分單元、畫出框圖、分析功能等。10.1讀圖的基本步驟

10.1.2讀圖的基本步驟

1．了解用途

在了解其用途的基礎(chǔ)上，對所列的各部分電路的功能和作用進行分析。

2．找出通路

找出信號流向的通路。一般的規(guī)律是輸入信號在左方，輸出信號在右方，電源在下方(電源部分也有可能不在電路中，另外單獨畫出)。數(shù)字電路中的信號可分為兩大類：

(1)被處理的數(shù)字信號；

(2)對電路功能及工作節(jié)拍時序進行控制的信號。

3．劃分單元

根據(jù)數(shù)字信號的傳輸和控制途徑，劃分出各部分功能的單元電路。劃分的精細程度與讀者掌握的電路類型及經(jīng)驗有關(guān)。

4．畫出框圖

將各部分單元電路用相應(yīng)框圖表示，并在框圖中標注功能名稱，再根據(jù)信號通路在框圖間加上連線，即構(gòu)成總框圖，體現(xiàn)了總電路系統(tǒng)的功能。

5．分析功能

依次分析各框圖中所列電路的功能和作用。必要時，還應(yīng)畫出電路的工作時序圖，以說明各信號在時間上的先后配合關(guān)系。

至此，電路的基本情況就大致清楚了。需要指出，對于不同水平的讀圖者或不同的電路，所采取的具體步驟可能不一樣，上述方法僅供參考。下面通過幾個實例來講解數(shù)字電路的讀圖方法。10.2.1用途和主要特點

DT980是高準確度、真有效值位數(shù)字萬用表，它的全部電路制作在兩塊電路板上，一大一小。它的主要特點如下：10.2位數(shù)字電壓表

(1)屬于高準確度、高分辨率、多功能型位數(shù)字萬用表。

(2)采用真有效值A(chǔ)C/DC轉(zhuǎn)換電路，測量交流電壓和電流時顯示為真有效值，不僅能消除波形失真所引起的測量誤差，還能夠測量各種非正弦波電壓。此外，測量交流電量時選用AC+DC的方式，顯示值為真有效值(AC)和直流分量(DC)之和。

(3)共設(shè)置29個量程，適合測量DCV、ACV、DCA、ACA、Ω、C、f、Vf及檢查線路通斷。測量速率約為2次/秒。具有讀數(shù)保持功能。

(4)儀表設(shè)有兩個頻率擋(20kHz、200kHz)，可以測量1~200kHz頻率的信號。

(5)能夠顯示各種標志符，包括AC(交流)、H(讀數(shù)保持)、低電壓指示符以及單位符號(mV、V、mA、A、Ω、kΩ、MΩ、nF、μF、kHz)。小數(shù)點下邊的數(shù)字用來顯示量程值，觀察起來非常清楚。

(6)具有“三防”(防摔、防水、防塵)功能。表蓋內(nèi)裝有屏蔽膠罩，能夠抑制外界干擾。電池及熔絲管均裝在機殼內(nèi)部，外面無電池盒。

(7)標準工作溫度范圍是23±5℃(相對濕度小于80%)，允許工作溫度范圍是0~40℃。采用一節(jié)9V電池供電，典型功耗約為40mW，重350克。10.2.2找出通路

數(shù)字萬用表的輸入端是測試表筆插孔，經(jīng)過換擋開關(guān)等接到大規(guī)模集成電路ICL7129，它具有將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的功能，它的輸出可到達數(shù)字顯示器，將被測量用數(shù)字形式顯示出來。10.2.3劃分單元

圖10-1所示電路初看比較復(fù)雜，不易理解，但只要按照用途將整個電路分解，就可以化整為零，看懂整個電路。圖10-1DT980萬里表整機框圖10.2.4分析功能

1．ICL7129及數(shù)字顯示器

ICL7129是CMOS型大規(guī)模數(shù)字集成電路(如圖10-2所示)，不僅含有A/D轉(zhuǎn)換器，而且還有數(shù)據(jù)鎖存器、譯碼器和驅(qū)動器等，可直接驅(qū)動七段液晶顯示器。在介紹數(shù)字萬用表的原理之前，先簡要說明一下它的主要特征：圖10-2ICL7129及數(shù)字顯示器

(1)采用DC9V單電源(電池)供電，耗電只有9mW。

基準電壓由9V電壓經(jīng)過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后，由電阻分壓產(chǎn)生。穩(wěn)壓管IC10產(chǎn)生穩(wěn)定電壓，并聯(lián)在它兩端的電阻取出電壓作為整個A/D轉(zhuǎn)換的基準。

(2)輸入阻抗高于109Ω，輸入漏電流僅1pA(典型值)，允許差分輸入方式。能夠自動判斷輸入信號的極性，具有數(shù)據(jù)保持功能。

(3)ICL7129有專門的1/2位LCD驅(qū)動，可以直接驅(qū)動七段液晶顯示器。IN+與IN－之間通過100kΩ電阻和0.1μF的電容構(gòu)成低通濾波器。

(4)滿度測量量程為±200.00mV和±2.0000V，在此范圍內(nèi)，準確度為±1個字。

積分電路作了重大改進，采用逐次多重積分、數(shù)字調(diào)零等先進技術(shù)，保證在0V輸入時讀數(shù)為“0000”，而且不需要使用自動調(diào)零電容(最高位自動消隱)。當基本量程選擇為±200.00mV時，分辨力高達10μV。

2．直流電壓擋測量電路

當換擋開關(guān)撥到DCV位置時，器件ICL7129的管腳28、32、33與其他電路相連如下：

(1)管腳28與測試端子的COM端相連；

(2)管腳32也經(jīng)過28號管腳與萬用表的COM端連接；

(3)管腳33通過換擋開關(guān)S分別連接到電阻器構(gòu)成的分壓電路，200mV的另外一端與萬用表輸出的V端連接。

由以上所述，可畫出直流電壓測量電路如圖10-3所示。我們先分析200mV擋的工作原理。圖10-3電壓擋測量電路

3．測量交流真有效值

DT980采用AD736來實現(xiàn)數(shù)字萬用表電路的真有效值的測量。圖10-4(a)為AC測量方式時的真有效值測量，圖10-4(b)是增加了(AC+DC)/AC選擇開關(guān)后的真有效值測量電路。圖10-4測量交流真有效值

4．直流電流測量電路

直流電流測量與直流電壓測量的區(qū)別，僅在于只用分流器代替了后者的分壓電阻鏈，并加了0.2A的熔斷絲及由VD1和VD2組成的二極管雙向限幅電路，即直流電流測量電路。其電路如圖10-5所示。圖10-5直流電流測量電路當換擋開關(guān)分別撥在20mA、200mA擋，測試表筆插在“mA”和“COM”插孔內(nèi)時，Ui與電流Ix之間的關(guān)系是

Ui=10Ix

Ui=Ix

1.了解用途

金屬帶材厚度自動控制器是通過測厚儀或者傳感器等對帶材實際出口厚度連續(xù)地進行測量，并根據(jù)實測值與設(shè)定值比較后的偏差信號，利用控制回路和裝置改變壓下位置、張力或軋制速度，把厚度控制在允許范圍內(nèi)。圖10-6顯示了控制器的檢測及控制系統(tǒng)的示意圖，從中可以了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理及工作過程。10.3金屬帶材厚度自動控制器

圖10-6檢測及控制系統(tǒng)示意圖

2.找出通路

此控制器的通路由如下兩部分組成：信號通路和控制信號通路。

3.劃分單元

根據(jù)數(shù)字信號的傳輸和控制途徑，劃分出各部分功能的單元電路。

4.畫出框圖

由數(shù)字信號、控制信號通路劃分的單元電路如圖