實驗7? 微小電流測量儀設計任務書

微小電流測量儀可將較小電流以數字的方式直觀、準確的顯示出來。

一、設計目的

1．掌握微小電流的測試方法及工作原理。

2．通過設計、安裝、調試電路，提高分析問題，解決問題的能力。

二、設計內容及要求

1．設計微小電流測量儀。測量范圍：0 ~ 200μA。

2．根據原理框圖各部分的功能，查閱資料，完成單元電路設計、參數計算和器件選擇。（注意所選器件經濟性、實用性）

3．繪制總體電路原理圖。布局合理、排列均勻、圖面清晰、便于看圖、有利于對圖的理解和閱讀。

4．列出所用元器件清單，報實驗室備件。

5．按照設計電路原理圖在面包板上安裝、調試電路；測量、繪制各點波形。

6．寫出總結報告。

三、電路基本原理

被測信號是石英鐘平均功耗電流，是一微小的不規則的電流。由取樣電路，不失真的將電流信號放大并轉換成電壓信號。電子模擬開關的作用是在一定的時間內，把被測信號取進來，送至積分電路，取其電壓的平均值。電壓信號送至3 位A/D轉換電路，最后通過顯示器顯示測量數據。

四、安裝、調試電路

1. 單元電路安裝調試

電路設計好之后，便可進行安裝、調試。

通常應該是插接一個單元的電路、檢查無誤、通電調試，通過之后再進行下一個單元電路的插接、檢查和調試。

2. 整機調試

全部電路調通之后要進行整機調試、電路性能、參數的測試。要做以下幾步：

⑴ 調零

這一步是系統調零。方法是：將取樣電路輸入端懸空，不接輸入信號，用示波器觀察積分電路的輸出信號或者通過數字電壓表測量輸出信號。若電路輸入為零，輸出不為零時，應調整調零電路，使其輸出為零。

⑵ 定標

將一個已知電流輸入到取樣電路的輸入端，測量積分電路的輸出或者通過數字電壓表觀察輸出信號。方法是：取一個10K標準電阻，一端接1.5V電壓，另一端接入取樣電路的輸入端，根據歐姆定律，可知被測電流應為150μA，所以電路的輸出應顯示為150μA。若測量值不為150μA，應調整測量電路的放大倍數。

只有以上兩步做好之后，才能進行下一步。

⑶ 測量

將被測信號接入測量電路的輸入端，此時電路的輸出顯示值即是被測信號的準確值。

⑷ 記錄各點波形

循著信號的流向，用示波器分別測量各點波形。注意觀察波形的幅值、形狀、相位關系等等。

五、供參考選擇的部分元器件

1．3 位A/D轉換電路5G14433???????????? 1片

2．BCD七段鎖存/譯碼/驅動器5G4511??????? 1片

3．七路達林頓驅動器陣列5G1413??????????? 1片

4．高精度能隙基準電源5G1403????????????? 1片

5．共陰極數碼管?????????????????????????? 4只

6．石英諧振器（諧振頻率為4.194304MHz）?? 1只

7．石英鐘機芯???????????????????????????? 1只

8．集成電路芯片（按照設計電路自選型號）?? 數片

9．電阻、電容、連接導線?????????????????? 若干