电子秤电路设计：模拟与扩展方案详解

本次作业是电子工程学院1802015班学生吴程锴18029100040、金潇雨18020300097和刘亦高18029100025的合作项目，主题为电子秤电路设计。课程要求设计一个模拟部分电路，包括以下关键要素： 1. **电路设计**：电路总增益需达到40-60dB，输入阻抗应大于1MΩ，共模抑制比KCMR需超过80dB。频率响应范围为DC至20Hz，称重范围为0-100kg，分辨率要求0.1kg。设计中需考虑压敏电阻阻值变化与输出电压的关系，绘制P-V曲线。 2. **模拟部分**：设计包括压力传感器作为转换元件，通过电桥电路实现信号转换。电路使用10V直流驱动电源，压敏电阻的变化导致平衡电桥输出0-10mV。为了达到0.1kg分辨率，变阻器R5设置增量为0.1%。 3. **放大与滤波**：采用差分放大电路由三个op07运放组成，确保输入阻抗高于1并进行电压放大。滤波电路采用二阶压控电压源型，旨在减少50Hz工频干扰，实测结果显示干扰衰减达到16dB以上。 4. **可调增益**：为了实现40-60dB的可调增益，电路设计中包含可调电阻，具体数值根据设计目标确定。 5. **扩展与功能**：对于有兴趣的同学，可以进一步设计数模转换器（A/D转换器）和显示电路，集成微控制器（MCU），并开发软件功能，如自检、标定和测量，从而实现数显电子秤的全面设计。对于学有余力的学生，还鼓励进行实际硬件电路的焊接和调试工作。 6. **仿真验证**：使用仿真工具创建了电路图，进行了输入输出波形的分析，以及重量与输出电压之间的关系验证。例如，当输入电压差为9.98mV时，输出信号为4.947V，增益约为49.47dB，符合设计要求。 本作业着重于模拟电路的设计、放大和滤波技术的应用，以及电子秤整体功能的扩展和仿真分析，是一次理论与实践相结合的项目。