一种模拟电子技术教学用的程控电子负载的制作方法

本发明涉及一种程控电子负载，具体是一种模拟电子技术教学用的程控电子负载，属于电子技术领域。

背景技术：

模拟电子技术课程的实训教学中，为了方便学生测试实训电路的相关指标，通常需要给每组学生提供系列不同阻值的大功率电阻作为负载，这既增加了实训教学成本，也增加了实训指导教师的工作量。由于程控电子负载能够根据设定来模拟各种不同阻值的负载，因此我们希望能设计一款程控电子负载，用来供模拟电子技术课程实训教学时使用。本程控电子负载的设计思路是：通过MCU控制单元控制D/A转换单元的输出电压，再由D/A转换单元的输出电压控制压控电流源的输出电流，由压控电流源充当电子负载。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种模拟电子技术教学用的程控电子负载，以解决目前模拟电子技术课程实训教学需要配备系列不同阻值的大功率电阻作为负载所造成的工作量大和成本高的问题。

本发明所采取的具体技术方案如下：

一种模拟电子技术教学用的程控电子负载，其包括压控电流源单元、A/D转换单元（模/数转换单元）、D/A转换单元（数/模转换单元）、MCU控制单元（微控制器单元）、键盘单元和显示单元；所述压控电流源单元由大功率场效应管Q1、电流取样电阻R1和运放U1组成，其中运放U1的正相输入端连接D/A转换单元的输出端，运放U1的反相输入端和电流取样电阻R1的一端共同连接大功率场效应管Q1的源极，电流取样电阻R1的另一端作为电子负载的负端并接地，运放U1的输出端连接大功率场效应管Q1的栅极，大功率场效应管Q1的漏极作为电子负载的正端并连接A/D转换单元的输入端；A/D转换单元的输出端和D/A转换单元的输入端均与MCU控制单元相连接，MCU控制单元还分别与键盘单元和显示单元相连接。

本发明工作时，将电子负载的正端和负端接入负载电路，通过键盘单元设置电子负载工作模式（恒流、恒压或恒阻）和工作参数；在MCU控制单元的控制下，通过A/D转换单元测量出电子负载正端的电压值，再结合设定工作模式和工作参数，计算出压控电流源的工作电流和对应的控制电压，由控制电压换算出D/A转换单元工作所需要数字量；再由MCU控制单元送出数字量给D/A转换单元，D/A转换单元产生控制电压给压控电流源，压控电流源产生对应电流模拟负载。

本程控电子负载采用压控电流源作为电子负载，通过MCU控制单元控制D/A转换单元的输出电压，再由D/A转换单元的输出电压控制压控电流源的输出电流，由压控电流源充当电子负载。因此，本程控电子负载能够根据设定来灵活模拟各种不同阻值的负载，将其应用到模拟电子技术课程的实训教学中，不再需要配备系列不同阻值的大功率电阻作为负载，既节约了实训教学成本，也减轻了实训指导教师的工作量。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

图2为本发明的具体电路图（省略键盘单元和显示单元）。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明的程控电子负载包括压控电流源单元、A/D转换单元、D/A转换单元、MCU控制单元、键盘单元和显示单元；所述压控电流源单元由大功率场效应管Q1、电流取样电阻R1和运放U1组成，其中运放U1的正相输入端连接D/A转换单元的输出端，运放U1的反相输入端和电流取样电阻R1的一端共同连接大功率场效应管Q1的源极，电流取样电阻R1的另一端作为电子负载的负端并接地，运放U1的输出端连接大功率场效应管Q1的栅极，大功率场效应管Q1的漏极作为电子负载的正端并连接A/D转换单元的输入端；A/D转换单元的输出端和D/A转换单元的输入端均与MCU控制单元相连接，MCU控制单元还分别与键盘单元和显示单元相连接。

本发明的具体电路图（省略键盘单元和显示单元）如图2所示，所述MCU控制单元采用AT89C52单片机，所述A/D转换单元采用 MAX1240芯片，所述D/A转换单元采用MAX517芯片，所述运放U1采用LM358运放，所述大功率场效应管Q1采用2SK1058场效应管，电流取样电阻R1采用0.1Ω的电阻。

所述LM358运放U1的3脚连接MAX517芯片U3的1脚，LM358运放U1的2脚和电流取样电阻R1的一端共同连接2SK1058场效应管Q1的源极，电流取样电阻R1的另一端作为电子负载的负端并接地，LM358运放U1的1脚连接2SK1058场效应管Q1的栅极，2SK1058场效应管Q1的漏极作为电子负载的正端并串接电阻R3后连接MAX1240芯片U2的2脚，MAX1240芯片U2的2脚还连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接地；MAX1240芯片U2的6脚和AT89C52单片机U4的21脚相连接，MAX1240芯片U2的8脚和7脚分别与AT89C52单片机U4的22脚和23脚相连接；MAX517芯片U3的3脚和4脚分别与AT89C52单片机U4的10脚和11脚相连接，MAX517芯片U3的3脚和4脚还分别连接电阻R4和R5的一端，电阻R4和R5的另一端接+5V电源。

上述图例仅为本发明的典型实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改或等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。