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两档双极性可编程电压信号源

TI7o2dm6Zq 发布于2025-05-23 16:15:52 CC BY-NC协议 分类: 侵权投诉
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简介:

一款两档双极性输出电压信号源,具有±2.5V和±12.5V两个双极性输出档位,四位半分辨率,分别为25000字计数和12500字计数,输出分辨率分别为0.1mV和1mV。初始准确度优于0.2%FS。双电源供电提供真0V输出。

应用场景:

1、 可用于数字万用表、数字电压表等精度测试中提供电压信号源。 2、 可用于精密ADC采集模块、模拟量采集模块等作信号调试源。

一、产品概述

1、采用双路16位DAC8552作数模转换,具有16LSB相对精度(max),双DAC叠加方式扩展分辨率,双极性输出可调整电阻失配等影响造成的零偏。

2、采用REF5025电压基准,8ppm/℃最大温漂,0.1%精度。

3、采用零漂移低噪声精密运放OPA2189缓冲和放大。

4、自带负电源转换器,采用TPS7A4901/3001低噪声正负电压LDO供电。

5、主控采用STC8H8K64U单片机。

6、显示采用0.96寸OLED显示屏,显示清晰直观,BOM表中未含有,请自备或购买。具体参数见产品参数4,购买连接见附件。


二、产品参数

1、 设计供电输入:5~12VDC,需求电流约100mA。5.0mm接线端子接入,带接反保护。

2、 信号输出:±2.5V或±12.5V。共用一个5.0mm接线端子输出。负载电流<10mA。

3、 输出分辨率:±2.5V为25000字计数,分辨率0.1mV;±12.5V为12500字计数,分辨率1mV。初始精确度均为0.2%FS(FS为相应量程最大值)。

4、 OLED为IIC接口,SSD1312驱动,从机地址0x78,3.3供电,管脚排列GND、VCC、SCL、SDA。

5、 PCB尺寸:82×57mm,双面板,元件单面排布。


三、使用说明

1、 为模块接入电源(注意正负极,有防接反保护),需求电压、电流符合参数要求。

2、 模块上电,OLDE屏点亮显示当前数据。

3、 下方的按键分别为量程切换按键,右移位按键,减少、增加键。单击即可进入相关功能。。

4、 单击右移位按键,数字底下三角光标左右移动,选定数字下方,即修改该位数据。

5、 单击减少、增加按键即可对光标所在数字位进行加减操作。

6、 单击量程Range按键即可在2.5V和12.5V间切换。

7、 默认档位为正负2.5V,首次使用需进行零位校准,在2.5V档位下,长按量程Range按键约2s,直到屏幕显示zero后松开,即进入零位校准模式,此时在输出端子接入万用表等mV档,测量其实际输出,根据实际输出大小和正负,通过右侧2个按键加减零位值,直到万用表显示的电压值最接近0mV或负一点点。调整完毕后按EXT为保存退出,按RES会复位零位值到0。

8、 零位校准完毕后正常使用即可,输出即为零对称的双极性输出。

两档双极性可编程电压信号源硬件项目图1

四、备注

1、成本构成

元器件成本:¥ 50元(不含PCB,发稿时某宝购买价格)

其他外设OLED:¥ 15元

总计:¥65 元


2、细节备注

1、 烧录需要准备CH340 USB转串口模块,请自备。

2、 本模块需要下载代码驱动(硬件+软件),提供hex文件供烧录,代码开源供功能演示和学习使用。代码用KEIL4开发,工程名为5Bit5_Volt_Soure.uvproj。详见附件。

3、 代码烧录文件使用STC官方烧录软件以串口下载方式烧录,软件及烧录教程在附件中。

4、为保证输出精度,请以下电阻使用0.1%精度25ppm温漂及以上性能:R1~R10。

5、 模块程序实际开放了五位半分辨率,2.5V为250000字,但手上设备有限,无法确认0.01mV下的分辨率情况,本身噪声掩盖或万用表噪声较大无法分辨。所以所述参数根据四位半得出,但软件程序开放至五位半,供有高位台表的朋友测试使用,如有测试可在评论中反馈。

6、零位校准菜单中,零位调整的分辨率是±10,兼顾了调整速度和准确度,如需要更精密调整可以自行编程更小调整分辨率,项目开放了软件代码。


3、注意事项

模块输出为运放直接输出,无带大负载能力,仅可用于信号测试领域,且输出无过流保护,也无过压保护,请在使用中务必注意正确使用。


五、测试视频

视频演示了模块逐渐改变输出设置,模块首先在2.5V档输出mV等小信号至四位半万用表测量,后在12.5V档输出正负信号至四位半万用表测量。可对比设定输出值、万用表测量值数据。最后演示了零位校准的操作过程。因万用表精度有限,测量误差可参考。(万用表型号UT39E+,四位半分辨率)。


六、更新日志

V1.0 首次上传

电压源 信号源
最近更新时间 2025-05-26 10:44:32
描述
PCB
元件清单
原理图
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