湖北师范学院电工电子实验教学省级示范中心电子版实验报告
输入端电压。运放的反相输入端又接在0.3Ω取样电阻上，因此取样电阻上的电压就等于运放同相输入端电压。运放的输出端来控制MOS管的栅源电压，从而控制MOS管的导通程度。那么流过取样电阻的电流就可以通过设置DA的输出电压来设定，从而实现恒流特性。电路如图7所示。图中R6，C3，C1是为了防止MOS管的自激，尽量减小噪声的干扰。
图6 恒流模块电路图
2.2 电压检测电路的设计
题目要求“能实时测量并数字显示电子负载两端的电压，电压测量精度为±（0.02%+0.02%FS ），分辨力为1mV。”电压检测电路如图8所示。
图7 电压检测电路图
电压检测使用的是STC公司12C5A单片机自带10位的高速AD， AD的参考电压定为5V，所以AD输入电压的范围为0~5V，故分压电路需使R8两端分得的电压为0~5V。考虑
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到留有一定的余量，可以假定当被测电源的电压为20V时，使R8两端分得的电压为5V。同时考虑到使支路电流约等于0.1mA，所以R8+R2≈200K。故取R2=150K，R8=50K。同时在R8两端并联一个电容C5，C5的时间常数τ?0.3s。由τ?(R2//R8)*C得C=0.01uF。后面再用一个运放做跟随，再送给AD进行电压检测。
2.3 电流检测电路的设计
题目要求能实时测量并数字显示流过电子负载的电流，电流测量精度为±（0.1%+0.1%FS），分辨力为1mA，电路如下图9所示。
图9电流检测电路图
电流的测量是通过测量电压来实现的。由于采样电阻取值为0.3Ω，流过采样电阻的电流最大为1A，所以它两端最大的压降为是0.3V。由于AD输入电压的范围为0~5V，要使运放输出的电压落在AD输入电压范围内，所以把采样电阻两端的电压通过同相比例放大电路放大16倍后再进行AD检测。由R12/R13=16，因此可取R13=6K，R12=100K。从0.3Ω的采样电阻上得到电压信号经过一个二阶阻容滤波网络后经过放大电路后送给AD进行检测。1A电流流过0.3Ω的采样电阻，在采样电阻上的压降为0.3V，放大16倍后为4.8V，正好落在AD的检测范围内。同时在电阻R12上并联一个减速电容C8，防止运放自激。
2.4 过压保护电路的设计
由于题目要求具有过压保护功能，过压阈值电压为18V±0.2V。我们用回差比较器来实
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现，电路如下图10所示。当回差比较器的输出为+9V时，要使同相端的电压约为3V，可取R4=10K，R3=200K，则同相端的电压为为2.8V，反相端用一个100K的电位器来调节，当被测电源的电压为18V时，调节电位器使MOSFET截至，此时回差比较器的输出为-9V，指示的发光二极管亮，起到保护电路的作用。且此时同相端的电压被拉至2V，则被测电源的电压需降到12.8V以下，反相端的电压才会低于同相端的2V，输出才会为正，MOSFET才会导通。
图10 过压保护电路图
这里的回差比较器是在普通的回差比较器上加上了一个2.5V的基准，2.5V的基准电压是通过TL431实现。当运放输出为高电平+9V时，运放同相输入端电压
U??(9?2.5)?5.5?2.5?2.7V5.5?178，当运放输出电压为低电平-9V时，运放同相输入端电压
U??2.7?(2.7?9)?5.5?2.34V178。通过调节滑动变阻器，使被测电源电压为16V时，运放反
相输入端电压为2.7V。
当被测电源电压超过16V时，运放反相输入端电压就会大于2.7V，运放的输出就会被拉到-9V，发光二极管和IN4148导通，MOS管的栅极就被拉到了负电压，MOS管就会截止，起到了保护作用。当被测电源电压小于12.7V时，运放的反相输入端电压就会小于2.34V，
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运放的输出就会翻转到+9V，发光二极管和IN4148截止，对MOS管的栅极没有任何影响。
2.5程序流程图
三．结果展示
3.1实物照片
数电部分
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模电部分
结果显示
用万用表测量的实际值
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