数字毫伏表

目录第一章概述1第二章工作特性 22.1 毫伏表 22.2 频率计 32.3 基准输出 32.4 远控功能 32.5 其它 4 第三章面板说明 53.1 前面板 53.2 后面板10 第四章使用说明114.1 测量前的工作114.2 电压输入通道测量124.3 系统设置14 第五章远程控制175.1 遥控操作前的准备工作175.2 命令格式说明185.3 命令简介195.4 命令详解20 第六章注意事项24 第七章附件清单26SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。

测量电压范围800µVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。

本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。

仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。

该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。

该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。

该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。

该仪器按GB6587.1-86“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。

（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的3.15规定湿度为80%）。

2.1 毫伏表2.1.1测量电压的频率范围：射频探头10kHz~1000MHz2.1.2测量电压的范围：800ｕVrms~10Vrms，50Ω负载2.1.3电压测量方式：手动或自动2.1.4电压测量量程档为：4mVrms/40mVrms/400mVrms/4Vrms/10Vrms 2.1.5测量100kHz电压的工作误差：(0~40℃)注： 1 标准电压源的频率100kHz2 波形要求：正弦波，失真度≤0.3%，幅度误差≤±0.3%；2.1.6测量电压的频率响应误差（100kHz为基准，50Ω同轴终端精密负载）2.1.7射频探头插入50Ω同轴三通（50Ω负载）10kHz~200MHz ，VSWR ≤ 1.35。

数字交流毫伏表安全操作及保养规程引言数字交流毫伏表是一种广泛使用的仪器，可以用于测量电压、电流、电阻等参数。

在正确使用和保养的情况下，可以确保安全有效地进行电气测量工作。

本文将介绍数字交流毫伏表的安全操作和保养规程，以确保正确使用和维护数字交流毫伏表。

安全操作规程检查仪器与环境在使用数字交流毫伏表之前，需要对仪器及其周围的环境进行检查。

1.检查数字交流毫伏表是否正常工作。

确保所有按键和指示灯都处于正常状态。

2.根据测量需要，选择正确的量程。

如果测量值超出量程，则可能对仪器造成损害。

3.检查电源是否正常，并确保其符合型号标识的电压和频率要求。

4.确保数字交流毫伏表在无水、无火、无腐蚀性气体和充足的通风条件下使用。

连接仪器与电路在连接数字交流毫伏表之前，请确保仪器的电源已关闭，并检查电路以及电路中的元件。

1.如果需要在高电压和高电流条件下工作，请使用适当的专业仪器进行测量。

数字交流毫伏表应该只在低电压和低电流条件下工作。

2.确保电路没有漏电或短路，并且与数字交流毫伏表连接正确。

3.如果需要，使用正确的夹具或插头来连接电路和数字交流毫伏表，以确保安全可靠。

启动仪器与测量在连接仪器与电路之后，请按照以下步骤启动数字交流毫伏表并进行测量。

1.打开数字交流毫伏表的电源，并确保电源指示灯亮起。

2.按照仪器操作说明进行测量。

请注意，不要用手直接触摸被测电路或电路元件，以免触电危险或烧伤。

3.测量完成后，请关闭数字交流毫伏表的电源，以及具有电源的被测电路的电源。

停止与维护仪器保养和保持数字交流毫伏表的正常运行，可以最大限度地延长使用寿命并确保准确性。

在停止使用数字交流毫伏表之前，请按以下步骤执行维护操作。

1.将数字交流毫伏表的电源关闭，并拔掉电源线。

2.用干净柔软的布擦拭仪器表面，去除污垢和油脂。

3.将数字交流毫伏表存放在干燥通风的地方，并远离高温、潮湿和阳光直射。

保养规程数字交流毫伏表是一种灵敏的电气检测仪器，需要正确的保养操作才能确保其正常工作。

简易数字显示交流毫伏表摘要：本系统由高级模拟器件、CPLD，可实现具有自动量程转换功能的真有效值测量、交流频率测量和标准幅度可控的正弦波输出等功能。

测量部分具有高输入阻抗（R ≥2M,C<2.5pF），宽频带范围（10 HZ-5M HZ）,宽电压范围（1mV-250V）,高精度（有效值≤１％，频率<10-6）的优越性能。

可满足多方位的需要。

关键词：静电计频率计高频放大真有效值1.系统方案选择与论证1.1设计要求设计并制作一个简易数字显示的交流毫伏表，示意图如图-1所示。

图-1 简易数字显示交流毫伏表示意图1.1.1基本要求（1）电压测量a、测量电压的频率范围100Hz～500KHz。

b、测量电压范围100mV～100V（可分多档量程）。

c、要求被测电压数字显示。

d、电压测量误差±5%±2个字。

e、输入阻抗≥1MΩ，输入电容≤50pF（本项可不做测试，在电路设计中给予保证）f、具有超量程自动闪烁功能。

（2）设计并制作该仪表所需要的直流稳压电源。

1.1.2发挥部分（1）将测量电压的频率范围扩展为10Hz～1MHz。

（2）将测量电压的范围扩展到10mV～200V。

（3）交流毫伏表具有自动量程转换功能。

（5）其他。

1.2系统基本方案及框图根据题目要求及适当的发挥，我们的硬件电路主要包括输入信号的有效值测量、输入信号的频率测量。

其中前两者构成一个测量系统。

测量系统包括：信号调理模块、A/D，D/A模块、信号真有效值转换模块、CPLD频率测试模块、算法控制器模块、键盘显示模块、语音播报及打印模块、电源模块等。

图-3所示。

为实现各模块的功能，分别作了几种不同的设计方案并进行了论证，我们选取了较好的方案实现。

图-3 测量系统框图1.2.1各模块方案选择和论证（1）有效值测量部分：方案一：用分立元件搭焊高频放大电路，用精密整流电路测量输入信号的真有效值。

这种方案成本较低。

但是这种电路结构复杂，调试困难，精度低，温漂大，稳定度低。

交流毫伏表常用的单通道晶体管毫伏表,具有测量交流电压、电平测试、监视输出等三大功能。

交流测量范围是100nV~300V、5Hz~2MHz,共分1、3、10、3 0、100、300mV,1、3、10、30、100、300V共12档;电平dB刻度范围是-60~+50dB。

一.工作原理晶体管毫伏表由输入保护电路、前置放大器、衰减放大器、放大器、表头指示放大电路、整流器、监视输出及电源组成。

输入保护电路用来保护该电路的场效应管。

衰减控制器用来控制各档衰减的接通,使仪器在整个量程均能高精度地工作。

整流器是将放大了的交流信号进行整流,整流后的直流电流再送到表头。

监视输出功能主要是来检测仪器本身的技术指标是否符合出厂时的要求,同时也可作放大器使用。

二、使用方法(1)开机前的准备工作:①将通道输入端测试探头上的红、黑色鳄鱼夹短接;②将量程开关选最高量程(300V)。

(2)操作步骤:①接通220V电源,按下电源开关,电源指示灯亮,仪器立刻工作。

为了保证仪器稳定性,需预热10分钟后使用,开机后10分钟内指针无规则摆动属正常;②将输入测试探头上的红、黑鳄鱼夹断开后与被测电路并联(红鳄鱼夹接被测电路的正端,黑鳄鱼夹接地端),观察表头指针在刻度盘上所指的位置,若指针在起始点位置基本没动,说明被测电路中的电压甚小,且毫伏表量程选得过高,此时用递减法由高量程向低量程变换,直到表头指针指到满刻度的2 /3左右即可;③准确读数。

表头刻度盘上共刻有四条刻度。

第一条刻度和第二条刻度为测量交流电压有效值的专用刻度,第三条和第四条为测量分贝值的刻度。

当量程开关分别选1mV、10mV、100mV、1V、10V、100V档时,就从第一条刻度读数;当量程开关分别选3mV、30mV、300mV、3V、30V、300V时,应从第二条刻度读数(逢1就从第一条刻度读数,逢3从第二刻度读数)。

例如:将量程开关置“1V”档,就从第一条刻度读数。

若指针指的数字是在第一条刻度的0.7”处,其实际测量值为0.7V;若量程开关置“3V”档,就从第二条刻度读数。

3.1 数字万用表3.1.1数字万用表的结构和工作原理数字万用表主要由液晶显示屏、模拟（A ）/数字（D ）转换器、电子计数器、转换开关等组成。

其测量过程如图3-1-1。

被测模拟量先由A/D 转换器转换成数字量，然后通过电子计数器计数，最后把测量结果用数字直接显示在显示屏上。

可见，数字万用表的核心部件是A/D 转换器。

目前，教学、科研领域使用的数字万用表大都以ICL7106、7107大规模集成电路为主芯片。

该芯片内部包含双斜积分A/D 转换器、显示锁存器、七段译码器、显示驱动器等。

双斜积分A/D 转换器的基本工作原理是在一个测量周期内用同一个积分器进行两次积分，将被测电压U X 转换成与其成正比的时间间隔，在此间隔内填充标准频率的时钟脉冲，用仪器记录的脉冲个数来反U X 的值。

3.1.2 VC98系列数字万用表操作面板简介VC98系列数字万用表具有321（1999）位自动极性显示功能。

该表以双斜积分A/D 转换器为核心，采用26mm 字高液晶（LCD ）显示屏，可用来测量交直流电压、电流，电阻，电容，二极管，三极管，通断测试，温度及频率等参数。

图3-1-2为其操作面板。

1.LCD 液晶显示屏：显示仪表测量的数值及单位。

2.POWER （电源）开关：用于开启、关闭万用表电源。

3.B/L （背光）开关：开启及关闭背光灯。

按下“B/L ”开关，背光灯亮，再次按下，背光取消。

4.旋钮开关：用于选择测量功能及量程。

5.C x （电容）测量插孔：用于放置被测电容。

6.20A 电流测量插孔：当被测电流大于200mA 而小于20A 时，应将红表笔插入此孔。

7.小于200mA 电流测量插孔：当被测电流小于200mA 时，应将红表笔插入此孔。

（公共地）：测量时插入黑表笔。

9.V （电压）/Ω（电阻）测量插孔：测量电压/电阻时插入红表笔。

10.刻度盘：共8个测量功能。

“Ω”为电阻测量功能，有7个量程档位；“DCV ”为直流电压测量功能，“ACV ”为交流电压测量功能，各有5个量程档位；“DCA ”为直流电流测量功能，“ACA ”为交流电流测量功能，各有6个量程档位；“F ”为电容测量功能，有6个量程档位；“hFE ”为三极管hFE 值测量功能；123459图3-1-2 VC98系列数字万用表操作面板似显示二极管的正向压降值，导通电阻＜70Ω时，内置蜂鸣器响。

实验一数字万用表、交流毫伏表及其使用一．实验目的:1．掌握万用表测量电阻、测量交直流电压的过程及测量数据的处理方法。

2．掌握毫伏表的使用方法。

3．了解毫伏表的工作频率极限。

4．学会毫伏表使用前的调零和校正。

二．实验仪器及材料：1．数字万用表2．WYK直流稳压电源3．色环电阻4．DF2170A毫伏表5. SFG-1003信号发生器三．实验原理：1、数字万用表数字万用表，采用9V叠层电池供电，整机功耗约20mW；采用LCD液晶1位万用表。

核心也是直流数字显示数字，最大显示数字为±1999，因而属于32电压表DVM（基本表）。

它主要由外围电路、双积分A／D转换器及显示器组成。

其中，A／D转换、计数、译码等电路都是由大规模集成电路芯片构成的。

（1）直流电压测量电路图1为数字万用表直流电压测量电路原理图，该电路是由电阻分压器所组成的外围电路和基本表构成。

把基本量程为200mV的量程扩展为五量程的直流电压挡。

图中斜线区是导电橡胶，起连接作用。

图1 数字万用表直流电压测量电路原理图（2）交流电压测量电路图2为数字万用表交流电压测量电路原理图。

由图可见，它主要由输入通道、降压电阻、量程选择开关、耦合电路、放大器输入保护电路、运算放大器输人保护电路、运算放大器、交－直流（AC／DC）转换电路、环形滤波电路及ICL7l06芯片组成。

图中，C1为输入电容。

VD11、VD12是C）的阻尼二极管，它可以防止C1两端出现过电压而影响放大器的输入端。

R21是为防止放大器输入端出现直流分量而设计的直流通道。

VD5、VD6互为反向连接，称为钳位二极管，起“守门”作用，防止输入至运算放大器062的信号超过规定值。

运算放大器062完成对交流信号的放大，放大后的信号经C5加到二极管VD7、VD8上，信号的负半周通过VD7，正半周通过VD8，完成对交流信号进行全波整流。

经整流后的脉动直流电压经电阻R26、R31和电容C6、C10组成的滤波电路滤波后，在R27、RP4上提取部分信号输人至基本表的输人端IN＋。

使用说明书O P E R A T I O N M A N U A LT H2280A型超高频数字毫伏表常州市同惠电子有限公司C h a n g z h o u T o n g h u i E l e c t r o n i c C o.，L t d.地址：江苏常州市新北区天山路3号电话:(0519)5132222,5113342传真：(0519)5109972邮箱：S a l e s@t o n g h u i.c o m.c n网址：w w w.t o n g h u i.c o m.c n目录1.概述 (2)2.工作特性 (3)3.工作原理 (4)4.结构特性 (6)5.使用方法及注意事项 (7)6.维护、修理、计量测试 (8)7.仪器的成套性 (12)11.概述TH2280A型超高频数字毫伏表配用50Ω特性阻抗10V同轴检波器。

测量电压的频率范围9kHz～2000MHz。

测量电压范围1mV～10V，测量功率电平范围（-47～33）dBm，41/2位LED数字显示，仪器具有自动量程和手动量程转换功能，手动量程能提高测量电压值的分辨率，自动调零消除工作中零点漂移，提高测量小电压的准确度。

该仪器采用检波放大式工作原理，使用低功耗4000系列COMS数字集成电路及线性运算放大器，功耗低、体积小、重量轻。

仪器50Ω特性阻抗N型双向通过式同轴检波器可以插入同轴传输系统中使用。

使用TH2280A-D1同轴检波器测量头，超高频数字毫伏表具有良好的频率响应，小的驻波系数，高的灵敏度。

电压分辨率1μV，电平分辨率0.01dBm，测量电压基本准确度读数值的±2%。

该仪器是电子产品生产车间实验室超高频电压计量测试必备仪器。

例如：超高频标准信号源的输出电压频响的计量测试，放大器增益的测试。

由于该仪器测量电压的稳定性好、重复性好、分辨率高，因此可计量信号源的输出电压稳定性。

同时也能用于9kHz～2GHz超高频电压计量工作传递标准。

毕业设计说明书数字式交流毫伏表电路的设计专业电气工程及其自动化学生姓名姜晓天班级BM电气082学号0851402211指导教师成开友完成日期2012年5月22日数字式交流毫伏表电路的设计摘要：当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会。

数字集成电路本身在不断地进行更新换代。

它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路，发展到超大规模集成电路(VLSIC)以及许多具有特定功能的专用集成电路。

本文设计的电路分为模拟和数字两个部分，具有量程自动转换功能。

输入信号经过输入通道进入放大器部分，经过放大后，由AC/DC转换电路转换为与交流电压有效值相等的直流电压。

该直流电压经过V/F转换电路输出相应的频率量，然后计数器部分在秒脉冲的控制下进行技术测量，最后显示出读数，从而完成电压的测量。

本文所设计的数字式交流毫伏表的显著特点是测量范围宽，可测范围在500V 以下，最大分辨率为0.01mV，且可以实现量程自动转换，操作简单，使用方便。

电压表还具有在一定测量范围内自动选择量程的功能，从而可以快速，方便，准确地测量电压。

关键词：A/D转换；V/F转换；量程自动转换；计数器Digital AC millivoltmeter circuit designAbstract:Today's society is the digital society , the society of a wide range of applications of digital integrated circuits . Digital integrated circuits constantly upgrading . By the early tubes, transistors , small - scale integrated circuits developed to ultra - LSI ( VLSIC ) as well as many ASIC has a specific function .In this paper, the design of the circuit is divided into analog and digital two parts , with a range automatic conversion . After the input channel , the input signal into the amplifier section, after amplification by AC / DC converter circuit to convert the DC voltage equal to the AC voltage rms . The output frequency of the DC voltage conversion circuit through the V / F , then the counter part of the second pulse control techniques to measure , and finally show the reading , thus completing the measurement of the voltage .Designed digital AC millivoltmeter notable feature is the wide measuring range can be measured in the range below 500V , the maximum resolution of 0.01mV , and can realize automatic range conversion , simple operation, easy to use . The voltmeter also has automatically selected range in a certain measuring range of functions , which can be fast , convenient and accurate measurement of voltage .Key Words: A / D converter ; V / F conversion ; automatic conversion range ; counter盐城工学院本科生毕业设计说明书( 2012)目录1.概述 (1)2. 设计总体方案 (2)3.模拟部分设计 (2)3.1 输入通道的设计 (2)3.2 反相放大器的设计 (3)3.3A/D 转换部分的设计 (4)4.量程自动转换电路的设计 (6)4.1 模拟比较器 (6)4.2 量程寄存器 (8)4.3 量程开关 (10)4.4 译码器 (11)5. 数字部分 (15)5.1 V/F转换器AD650 (15)5.2 计数器74LS90 (17)5.3 锁存器74LS273 (18)5.4 秒脉冲发生器 (19)5.4 控制电路 (21)6. 译码显示部分 (23)7. 电源部分 (24)8. 结束语 (26)致谢 (27)附录 (29)附录1：程序清单 ............................................................................................... 错误！未定义书签。

实验二数字式交流毫伏表姓名：111 学号：10071201xx班级：电信10-2 时间：2011年9月28日地点：物理楼211一、实验目的1、了解交流毫伏表的操作方法。

2、了解交流毫伏表的工作原理。

3、了解电压表的工作特性。

4、了解真有效值的交直电平转换特性，根据测量信号幅度的有效值，用数码管进行观察。

5、了解用交流电压表并辅以其他仪器如频率计等测绘滤波器的频谱特性图。

二、实验内容1、测量信号幅度的有效值，用数码管进行观察。

2、测量不同幅度的信号，采用不同的档位。

3、可以测试本实验箱中交流信号的幅度主要应用到“点频法测滤波器的特性”中。

三、实验仪器1、20M双踪滤波器一台。

2、信号与系统实验箱。

四、实验原理由于平均值转换器的精度不是很高，所以近代高精度DMM很少再采用这种技术，而代之发展并广泛采用的是真有效值转化器。

真有效值转化器输出的直流电压，线性的正比于被测各种波形的有效值，基本上不受输入波形失真度的影响。

真有效值交直流转换器有热点式和运算式等几种形式。

我们在此介绍的只要是采用运算式。

其运算式方程是一个均方程式：U==我们采用的是美国AD公司研制的集成有效值转换器AD637，它是一种按隐含运算式而设计的AD芯片，精度优于0.1%，是当前国际集成真有效值转换器性能较好的一种。

AD637由绝对值电路、平方/放大器、低通滤波/放大器和缓冲放大器组成。

出入电压通过绝对值电路转换成单极性电流，加至平方/除法器的一种输入端，在经过低通滤波/放大器，最终在AD637的9脚输出直流电平。

五、实验测试点说明1、测试点分别为：“输入”（孔和测试钩）：用于待测信号的输入；“GND”：与实验箱的地相连。

2、调节点分别为：“S1”：此模块的电源开关。

“200mV”：用于测试有效值为200mV内的信号。

“2V”：用于测试有效值为2V内的信号。

“20V”：用于测试有效值为20V内的有效值。

“SK101”“SK102”：当测试毫伏级信号有效值，两开关同时打到上端，测其它档位，两开关同时打到下端。

目录第一章概述1第二章工作特性 22.1 毫伏表 22.2 频率计 32.3 基准输出 32.4 远控功能 32.5 其它 4 第三章面板说明 53.1 前面板 53.2 后面板10 第四章使用说明114.1 测量前的工作114.2 电压输入通道测量124.3 系统设置14 第五章远程控制175.1 遥控操作前的准备工作175.2 命令格式说明185.3 命令简介195.4 命令详解20 第六章注意事项24 第七章附件清单26SP2271是一种新型的采用微处理器控制的智能化数字超高频毫伏表/频率计，该仪器采用检波放大工作原理，能测量10kHz~1000MHz 的正弦电压。

测量电压围800µVrms~10Vrms、分辨率1μV、准确度优于±2%。

本仪器采用高亮度VFD显示，读数清晰、亮度高、寿命长，该机具有频率响应良好、驻波系数小、灵敏度高、功耗低、体积小、重量轻等特点。

仪器能自动调零，测量电压时既可以选择自动量程也可以选择手动测量量程，仪器带有RS232接口，可进行远程测量控制。

该仪器是生产车间和实验室超高频电压计量测试的必备仪器（如超高频标准信号源输出电压频响的计量测试）。

该仪器测量的稳定性好、分辨率高、重复性好，可用于计量信号源输出电压的误差和稳定性，同时也能用于10kHz到1GHz超高频电压计量工作传递标准，也可用于自动测试系统中测试高频电压。

该仪器可选配10kHz~1000MHz频率插件，使该机一机两用，可作为10kHz~1000MHz频率计使用。

该仪器按GB6587.1-86“电子测量仪器环境试验总纲”的规定属于第Ⅱ组仪器。

（额定使用上限温度试验按SJ2314-83的3.15规定湿度为80%）。

2.1 毫伏表2.1.1测量电压的频率围：射频探头10kHz~1000MHz2.1.2测量电压的围：800ｕVrms~10Vrms，50Ω负载2.1.3电压测量方式：手动或自动2.1.4电压测量量程档为：4mVrms/40mVrms/400mVrms/4Vrms/10Vrms 2.1.5测量100kHz电压的工作误差：(0~40℃)注： 1 标准电压源的频率100kHz2 波形要求：正弦波，失真度≤0.3%，幅度误差≤±0.3%；2.1.6测量电压的频率响应误差（100kHz为基准，50Ω同轴终端精密负载）2.1.7射频探头插入50Ω同轴三通（50Ω负载）10kHz~200MHz ，VSWR ≤ 1.35。