Bài thuyết trình: Thiết kế mạch đo áp AC hiển thị led 7 đoạn

Thiết Kế Mạch Đo Áp AC, Hiển Thị Led 7 Đoạn
Nhóm 6:

•
•
•
•

Nguyễn Trường Phong
Nguyễn Văn May
Lê Minh Tuấn
Lê Văn Ba

1


I. Yêu cầu:

-

Thiết kế mạch đo điện áp AC
Tầm đo 1000V
Hiển thị led 7 đoạn
Thiết kế mạch chi tiết và mô phỏng

2


II. Ý tưởng:

-

Dùng ICL7107 chuyển tín hiệu tương tự sang tín hiệu số (gọi tắt là ADC) để đo điện áp DC của điện áp AC sau
khi đã chỉnh lưu.

3


III. Giới thiệu chung về ICL7107
-Bao gồm bộ giải mã Led 7 đoạn, bộ điều khiển hiển thị, bộ tạo chuẩn và bộ tạo
xung dòng hồ. Các đặc tính của nó bao gồm: tự chỉnh 0 nhỏ hơn 10 uV, điển 0 trượt
không qua 1uV/C, độ dốc dòng ngõ vào tối đa là 10pA.
-Các giá trị định mức
V+ = 6V
V- = -9V
-Điện áp ngõ vào analog: V+ đến V-Điện áp tham chiếu: V+ đến V-Ngõ vào clock GND đến V+

4


• Nguyên tắc hoạt động:

-Mỗi chu kì đo của ICL 7107 đc chia làm 3 pha:
1. Pha tự chỉnh “0”
Trong pha này thực hiện 3 công việc
Ngõ vào cao và thấp bị ngắt kết nối khỏi các chân và ngắn mạch nội với chân common analog
Tụ tạo chuẩn đc tạo với điện áp chuẩn
Một vòng lặp hồi tiếp kín quanh hệ thống để nạp cho tụ tự chỉnh “0” Cả để bù cho một điện áp offset( trôi) trong bộ khuếch đại đệm, bộ tích hợp
và bộ so sánh.Vì bộ so sánh nằm trong vòng lặp nên độ chính xác AZ chỉ bị giới hạn bởi nhiễu của hệ thống. trong bất cứ trường hợp nào, điện
áp offset rỗng vào nhỏ hơn 10uV

5


• Nguyên tắc hoạt động:

2. Pha tích hợp tín hiệu
Trong quá trình tích hợp tín hiệu, vòng lặp tự chỉnh”0” đc mở, ngắt mạch nội không
còn , ngõ vào cao và thấp được nối với các chân ngoại vi. Bộ chuyển đổi lúc này
tích hợp điện áp khác biệt giữa chân INHI và chân INLO trong một khoảng thời
gian cố định. Điện áp sai biệt này có thể nằm trong phạm vi rộng lên tới 1V từ cả 2
ngồn, mặt khác nếu tín hiệu vào không hồi trở lại nguồn cung cấp thì INLO có thể
bị nối với chân COMMON analog để thiết lập điện áp mode chung chính xác. Cuối
pha này các cực của tín hiệu tích hợp được xác định

6


• Nguyên tắc hoạt động:
3. Pha giải tích, còn gọi là tích hợp tham chiếu.
Ngõ vào thấp luôn được kết nối nội với chân COMMON và ngõ vào cao được kết nối qua tụ chẵn đã được nạp từ pha trước. Mạch trong IC đảm
bảo rằng tụ điện nối đúng cực để làm bộ tích hợp ngõ ra chuyển về “0”. Thời gian cần thiết để ngõ ra chuyển về giá trị “0” tỉ lệ với tín hiệu vào.
Đặc biệt số được hiển thị là :

Ngõ vào có thể chấp nhận các điện áp chênh lệch trong pham vi có bộ khuếch đại ngõ vào, hay cụ thể là từ 0,5v dưới ngồn dương đến 1v trên
nguồn âm. Trong phạm vi này hệ thống có CMRR 86db, tuy nhiên đảm bảo ngõ ra tích hợp không bão hòa

Số Hiển Thị = 1000.Vin/Vchân36

Tham chiếu sai lệch:

Điện áp tham chiếu có thể tạo ra mọi nơi từ điện áp nguồn của bộ chuyển đổi. Nguồn chính của mỗi mode chung là điện áp vòng tạo bởi tụ
Đặc điểm chung: dễ chế tạo nhưng ngược lại nó rất hiệu quả chính xác cao.

7


Ý Nghĩa của các linh kiện:

• Điện áp cần đo được áp dụng trên điểm 1 và 2 của mạch và thông qua các mạch R3, R4 và C4 là cuối cùng áp dụng cho
chân 30 và 31 của IC. Đây là đầu vào của các IC như bạn có thể nhìn thấy từ sơ đồ của nó. (IN cao & IN thấp tương
ứng). Các điện trở R1 cùng với C1 được sử dụng để thiết lập tần số của bộ dao động nội bộ (đồng hồ) mà được đặt ở
khoảng 48 Hz

•

Các tụ điện C2 được kết nối giữa chân 33 và 34 của IC đã được chọn để bù đắp cho các lỗi gây ra bởi điện áp tham
chiếu nội bộ và cũng giữ màn hình ổn định. 

•

C3 tụ điện và điện trở R5 là cùng mạch mà không được tích hợp của điện áp đầu vào và đồng thời ngăn chặn bất kỳ
bộ phận của điện áp đầu vào làm cho mạch nhanh hơn và đáng tin cậy như khả năng lỗi sẽ giảm đáng kể. 

•

8


Ý Nghĩa của các linh kiện:

• Tụ C5 buộc cụ để hiển thị không khi không có điện áp tại đầu vào của nó. 
• Điện trở R2 cùng với P1 được sử dụng để điều chỉnh các công cụ trong quá trình thiết lập để hiển thị chính xác
• Điện trở R6 kiểm soát hiện tại được phép lưu thông qua các màn hình để có đủ độ sáng
• IC như chúng ta đã đề cập ở trên có khả năng để điều khiển bốn anode chung màn hình LED. Ba màn hình bên phải

được kết nối để họ có thể hiển thị tất cả các số từ 0 đến 9 trong khi điện áp người đầu tiên từ bên trái chỉ có thể hiển thị số
1 .Toàn bộ mạch hoạt động từ một nguồng cung cấp VDC đối xứng được áp dụng tại chân 1 (+5 V), 21 (0 V) và 26 (-5 V)
của IC

9


IV. Sơ đồ khối và mạch:

10


Gồm 4 khối chính
Khối chuyển đổi tín hiệu AC sang tín hiệu DC: Gồm mạch chỉnh lưu cầu toàn song, mạch cầu phân áp

11


Khối chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số và đo: gồm IC7107 và các linh kiện tụ C và R để giúp IC hoạt động

12


Khối hiển thị: 4 led 7 đoạn anot chung

Khối nguồn cho mạch đo: Mạch sử dụng nguồn DC 5v cấp cho ICL 7107

13


Mô Phỏng: Với Vin là điện cáp 2 đầu cần đo

14


V. Đánh Giá, Nhận Xét:

Mạch đơn giản dễ thực hiện
Mạch đo dòng AC có độ chính xác vao, sai số 0,1%

15