基于STC89C51 的簡(jiǎn)易電路特性測(cè)試儀設(shè)計(jì)

趙娟娟 祁鴻芳 趙亞明

（蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院，甘肅 蘭州730050)）

1 設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)并制作一種簡(jiǎn)易電路特性測(cè)試儀。用來(lái)測(cè)量特定放大器電路的特性，該測(cè)試儀僅有一個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口。

2 系統(tǒng)方案

該系統(tǒng)由控制平臺(tái)（STC89C51 單片機(jī)）、信號(hào)產(chǎn)生電路（MAX038 模塊）、信號(hào)處理電路（OP07 運(yùn)放模塊）、給定放大電路（三極管9013）、峰峰值檢測(cè)電路（AD763 模塊）、A/D 轉(zhuǎn)換電路（AD7705 模塊）、顯示模塊（LCD12864 液晶模塊）等部分構(gòu)成。系統(tǒng)總體框圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)總體框圖

2.1 1KHz 的正弦波信號(hào)產(chǎn)生電路

采用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器MAX038 產(chǎn)生1KHz 正弦波信號(hào)。MAX038 信號(hào)發(fā)生器電路圖如圖2 所示。

圖2 MAX038 信號(hào)發(fā)生器電路圖

2.2 信號(hào)處理電路

通過(guò)分析給定放大電路可知，該電路輸入為毫伏級(jí)信號(hào)，需要對(duì)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)進(jìn)行縮小處理，本設(shè)計(jì)采用集成運(yùn)算放大器OP07 進(jìn)行處理。信號(hào)處理電路圖如圖3 所示。

圖3 信號(hào)處理電路圖

2.3 峰峰值檢測(cè)電路

經(jīng)前述處理后的信號(hào)，通過(guò)峰峰值檢測(cè)模塊AD763 測(cè)量信號(hào)的有效值，為后續(xù)的分析計(jì)算做準(zhǔn)備。峰峰值檢測(cè)電路圖如圖4 所示。

3 系統(tǒng)待測(cè)放大電路的理論分析與計(jì)算

按照放大器系數(shù)的最大值200 計(jì)算；三極管的內(nèi)阻rbe暫定為1000Ω（這兩個(gè)值均可以在程序設(shè)計(jì)中進(jìn)行矯正）。采用C語(yǔ)言編寫程序，通過(guò)多次逼進(jìn)采集正弦信號(hào)峰峰值，計(jì)算平均值獲得四個(gè)電壓值，再經(jīng)過(guò)相關(guān)計(jì)算獲得輸入電阻、輸出電阻和放大倍數(shù)。

圖4 峰峰值檢測(cè)電路圖

4 系統(tǒng)測(cè)試

硬件制作完畢和系統(tǒng)調(diào)試正常后，直接在給定放大電路輸入端接入由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為1KHz，幅值50Mv 的正弦信號(hào)，輸出端接負(fù)載。用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量計(jì)算得到輸入電阻、輸出電阻和電壓增益。使用雙通道示波器測(cè)量幅頻特性。通過(guò)手動(dòng)插拔電阻或電容使給定放大電路短路或斷路后觀察萬(wàn)用表及示波器總結(jié)出故障出現(xiàn)的原因。測(cè)試結(jié)果如表1 所示。

表1 測(cè)試結(jié)果

經(jīng)測(cè)試所得數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，在誤差允許內(nèi)，測(cè)量給定放大電路的主要參數(shù)基本符合設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)論

本設(shè)計(jì)制作了一種集成芯片的簡(jiǎn)易電路特性測(cè)試儀，以STC89C51 單片機(jī)為控制核心，進(jìn)行了給定放大電路的輸入電阻、輸出電阻和增益等參數(shù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，及電路元件的故障診斷，測(cè)試結(jié)果表明，該測(cè)試儀能夠?qū)Ψ糯箅娐分饕獏?shù)檢測(cè)，故障診斷更加智能化，基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。