数字电压表
- 格式:doc
- 大小:1023.00 KB
- 文档页数:9
数字电压表原理数字电压表是一种常见的电子测量仪器,用于测量电路中的电压大小。
它采用数字显示方式,能够直观地显示电压数值,因此在电子工程领域得到了广泛应用。
本文将介绍数字电压表的工作原理及其相关知识。
数字电压表是通过将待测电压与内部参考电压进行比较,然后将比较结果转换为数字信号进行显示。
其主要原理包括电压测量、模拟信号处理、数字信号处理和显示等几个方面。
首先,数字电压表需要对待测电压进行测量。
当待测电压加到输入端时,数字电压表内部的测量电路会将电压转换为相应的电流或电荷,并通过放大电路进行处理,以便后续的比较和转换。
其次,模拟信号处理是数字电压表中的重要环节。
经过前级放大电路的处理后,模拟信号需要进行滤波、精确放大和线性化处理,以保证测量的准确性和稳定性。
接着,经过模拟信号处理后,数字电压表会将模拟信号转换为数字信号。
这一过程通常采用模数转换器(ADC)来完成,ADC会将模拟电压信号按照一定的采样频率进行采样,并将采样值转换为相应的数字编码。
最后,数字信号处理和显示是数字电压表中的关键步骤。
经过ADC转换后的数字信号会经过数字信号处理单元进行处理,包括数字滤波、数值计算和显示格式处理等。
最终,处理后的数字信号会通过数码管或液晶显示屏进行显示,直观地呈现出待测电压的数值。
总的来说,数字电压表的工作原理主要包括电压测量、模拟信号处理、模数转换、数字信号处理和显示等几个步骤。
通过这些步骤,数字电压表能够准确、稳定地测量电路中的电压,并通过数字显示的方式直观地呈现出来。
除了工作原理,数字电压表的精度、测量范围、输入阻抗、显示方式等也是需要重点关注的内容。
在实际应用中,用户需要根据自己的需求选择合适的数字电压表,以确保测量结果的准确性和可靠性。
总之,数字电压表作为一种重要的电子测量仪器,在电子工程领域有着广泛的应用。
通过了解其工作原理和相关知识,可以更好地理解和应用数字电压表,为电子测量工作提供更多的便利和支持。
数字电压表的概述数字电压表是一种用来测量电路中的电压的仪器。
它可以用来测量直流电压和交流电压,广泛应用于电子工程、电力工程、通信工程等领域。
数字电压表具有精确度高、测量范围广、操作简单等优点,成为现代电子测量仪器中不可或缺的一部分。
数字电压表的基本原理是将被测电压转换为与之成正比的电流或电荷,再通过电路进行放大和处理,最后将结果显示在数字显示屏上。
数字电压表的核心部件是模拟到数字转换器(ADC),它负责将模拟电压转换为数字信号,并传递给数字处理单元进行处理和显示。
数字电压表通常还配备了保护电路,以防止电压过高或过低对仪器造成损坏。
数字电压表具有很高的精确度,通常可以达到0.1%甚至更高的精度。
这意味着在测量电压时,数字电压表的误差非常小,可以提供可靠的测量结果。
数字电压表的测量范围也很广,可以覆盖几毫伏到几千伏的电压范围,满足不同应用场景的需求。
数字电压表操作简单,通常只需要将测量引线连接到被测电路的正负极,然后选择合适的量程和测量模式,即可进行测量。
数字电压表的显示屏通常会显示电压数值和量程单位,方便用户直观地读取测量结果。
一些高级的数字电压表还具有自动量程切换、数据记录、峰值保持等功能,进一步提高了测量的便利性和灵活性。
数字电压表的应用非常广泛。
在电子工程中,数字电压表被用来测量电路中各个节点的电压,以验证电路设计的正确性。
在电力工程中,数字电压表可以用来测量电力系统中的电压变化,以监测电网的稳定性。
在通信工程中,数字电压表可以用来测量通信设备中的电压信号,以确保通信质量的稳定性。
总的来说,数字电压表是一种精确、方便、实用的电子测量仪器。
它的出现极大地简化了电压测量的过程,提高了测量的准确性和效率。
数字电压表在各个领域都有着广泛的应用,为工程师和技术人员提供了强大的测量工具。
随着科技的不断发展,数字电压表也在不断创新和改进,将会有更多的功能和特性加入进来,进一步满足不同领域的测量需求。
数字电压表的介绍数字电压表是一种用于测量电压的电子仪器,它可以将电压转换为数字信号,并显示在数字显示屏上。
数字电压表具有精度高、测量范围广、易于读数等优点,因此在电子工程、电力工程、通信工程等领域得到了广泛应用。
一、数字电压表的分类数字电压表按照测量范围和精度的不同,可以分为模拟式数字电压表和数字式数字电压表两种。
模拟式数字电压表是一种将电压信号转换为模拟信号,再通过模拟电路进行处理,最终显示在指针式表盘上的电压表。
它的优点是测量范围广,但精度相对较低。
数字式数字电压表是一种将电压信号直接转换为数字信号,并通过数字电路进行处理,最终显示在数字显示屏上的电压表。
它的优点是精度高、测量范围广、易于读数等。
二、数字电压表的工作原理数字电压表的工作原理是将待测电压信号通过电路转换为数字信号,再通过数字电路进行处理,最终显示在数字显示屏上。
数字电压表的输入电路通常由一个电阻分压器和一个运算放大器组成。
电阻分压器将待测电压信号分压为适合于运算放大器输入的电压信号,运算放大器将输入信号放大并转换为数字信号,再通过数字电路进行处理,最终显示在数字显示屏上。
三、数字电压表的使用方法数字电压表的使用方法相对简单,只需将待测电压信号接入数字电压表的输入端,选择合适的测量范围和测量模式,即可读取电压值。
在使用数字电压表时,需要注意以下几点:1.选择合适的测量范围和测量模式,避免超出数字电压表的测量范围和精度。
2.在测量直流电压时,需要注意电压的正负极性,避免误读电压值。
3.在测量交流电压时,需要选择合适的测量模式,避免误读电压值。
4.在测量高电压时,需要使用专门的高压探头,避免电击危险。
四、数字电压表的应用领域数字电压表广泛应用于电子工程、电力工程、通信工程等领域,常用于测量电路中的电压、电流、电阻等参数。
在电子工程中,数字电压表常用于测量电路中的电压、电流、电阻等参数,以确保电路的正常工作。
在电力工程中,数字电压表常用于测量电力系统中的电压、电流、功率等参数,以确保电力系统的正常运行。
数字电压表的设计方案1. 引言数字电压表(Digital Voltmeter,简称DVM)是一种能够直接显示电压值的测量仪器。
它与传统的模拟电压表相比,具有精确度高、稳定性好、便于读取等优势。
本文将介绍一种基于集成电路的数字电压表的设计方案。
2. 设计原理数字电压表的设计基于模数转换技术,通过将输入的模拟电压信号转换为数字形式,并经过一系列处理后显示在数码管上。
通常的设计流程包括采样、量化、编码和显示四个步骤。
2.1 采样采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
在数字电压表中,采样过程通过使用一个模拟-数字转换器(ADC)来完成。
常见的ADC电路有逐次逼近型和闩锁型等,根据需求选择合适的ADC器件。
2.2 量化量化是将采样得到的模拟信号分为若干个不同电平的过程。
量化过程中,转换器将模拟信号映射到一个有限数量的离散值,通常为二进制数。
量化级别的选择会影响数字电压表的精度和分辨率。
2.3 编码编码是将量化后的模拟信号转换为与数码管对应的数字形式的过程。
常用的编码方式有二进制编码、格雷码等。
编码器可以是硬件电路,也可以是通过程序实现的软件算法。
2.4 显示显示是将编码后的数字信号以可读的形式呈现出来的过程。
在数字电压表中,常用的显示器件是七段数码管。
数码管的控制可以通过驱动电路来实现,同时需要考虑亮度控制和多位数显示的问题。
3. 系统组成数字电压表的系统组成主要包括模拟前端、模数转换、显示部分等。
3.1 模拟前端模拟前端是将待测电压信号处理成可以输入到模数转换器的范围内。
模拟前端通常包括电阻分压器、跨导放大器、滤波器等模块,其目的是将输入信号的幅度范围缩放到ADC的输入电压范围内。
3.2 模数转换模数转换是将模拟电压信号转换为数字信号的过程。
在数字电压表中,常用的模数转换器有逐次逼近型和闩锁型。
模数转换器的选择要考虑精度、速度、功耗等因素。
3.3 显示部分显示部分是将数字信号以可读的形式显示出来。
数字电压表的原理
数字电压表是一种用于测量电压的仪器,其原理基于电压与电流成正比的基本物理原理。
在数字电压表中,电压信号首先被传感器或电路转换成电流信号,然后通过放大和滤波等处理,将电流信号转换为与输入电压成比例的电压信号。
具体来说,数字电压表中常使用的转换器是模数转换器(ADC)。
ADC通过将连续的模拟电压信号转换成离散的数
字信号,实现电压的精确测量。
数字电压表的测量过程一般分为三个步骤:采样、量化和显示。
首先,在采样过程中,电压信号会被离散地采集并以一定的频率进行抽样。
然后,量化过程将采样的电压信号转换为离散的数字代码,通常通过把连续的电压范围划分为若干个离散的电压级别来实现。
最后,通过数字显示装置将量化后的数字代码转换为对应的实际电压值,并以数字形式显示出来。
数字电压表的测量精度与其分辨率相关。
分辨率是指数字电压表能够显示的最小电压变化量。
通常情况下,数字电压表的分辨率与它的量程有关,量程越大,分辨率越小。
通过增加测量电压的位数,可以提高数字电压表的分辨率和精度。
总的来说,数字电压表的原理是基于电压与电流之间的关系,通过将电压信号转换成数字信号并显示出来,实现对电压的精确测量。
数字电压表(两路)前⾔数字电压表具有测量电压的特点特点,在⽣活中已经得到⼴泛的应⽤。
另外数字电压表还具备电压准确测量的功能,且电压表可⾃选,使⼀款电⼦表具备了多媒体的⾊彩。
单⽚机AT89C51在Proteus软件中实现数字电压表的显⽰功能。
具有体积⼩、功能强可靠性⾼、价格低廉等⼀系列优点,不仅已成为⼯业测控领域普遍采⽤的智能化控制⼯具,⽽且已渗⼊到⼈们⼯作和和⽣活的各个⾓落,有⼒地推动了各⾏业的技术改造和产品的更新换代,应⽤前景⼴阔。
数字电压表在计算机系统中起着⾮常重要的作⽤,是保证系统正常⼯作的基础。
本⽂主要介绍⽤单⽚机来实现数字电压表的⽅法,本设计由单⽚机ADC0832芯⽚和LED1602液晶显⽰屏为核⼼,辅以必要的电路,构成了⼀个单⽚机的两路电压表。
⽬录1. 数字电压表的简介 (2)1.1. 数字电压表的特点 (2)1.1.1. 准确度⾼: (2)1.1.2. 灵敏度⾼: (2)1.1.3. 输⼊阻抗⾼: (2)1.1.4. 测量速度快: (2)1.1.5. 读数准确: (2)1.1.6. 使⽤⽅便⽤途⼴: (2)1.2. 数字电压表的⼯作原理 (2)2. 数字电压表的设计 (3)2.1. ADC0832芯⽚ (3)2.1.1. 特点: (3)2.1.2. 引脚及功能: (3)3. Protues仿真电路 (5)3.1. 绘制数字时钟电路Protues仿真原理图: (5)3.1.1. 两路数字电压原理图 (5)3.1.2. 电路检测 (5)3.1.3. 程序的运⾏效果 (5)3.1.4. 调整后的运⾏效果 (6)3.1.5. 运⾏keil软件编写程序 (7)3.1.6. 程序: (7)4. 总结 (11)5. 参考资料 (11)1.数字电压表的简介1.1. 数字电压表的特点数字电压表(DVM )是将被测的电压模拟量⾃动转换成开关量,然后进⾏数字编码、译码,以数字形式显⽰出来的⼀种电测仪表,它具有如下主要特点:1.1.1.准确度⾼:⽬前可达到10^-6数量级,因此⽤它代替直读仪表,可⼤⼤提⾼测量精度。
目录引言 (1)1 设计目的和要求 (3)1.1 设计目的 (3)1.2 设计内容及要求 (3)2 数字电压表的基本原理 (3)2.1 数字电压表组成电路 (3)2.2 系统功能 (4)3 元器件的介绍 (5)3.1132A/D转换器MC14433的介绍 (5)3.2MC14433引脚功能说明 (8)3.3 七段锁存—译码—驱动器CD4511的介绍 (10)3.4 七路达林顿驱动器阵列MC1413的介绍 (12)3.5 高精度低漂移能隙基准电源MC1403的介绍 (12)4 课程设计调试的要点 (12)4.1 电路调试 (12)4.2 功能调试 (13)5 课程设计器材和供参考选择的元器件 (13)6 课程设计报告结论 (14)6.1 按设计内容要求整理实验数据及调试中的波形 (14)6.2 画出设计内容中的电路图、接线图 (15)6.3 总结设计数字电压表的体会 (15)参考文献 (16)引言传统的模拟式(即指针式)电压表已有100多年的发展史,虽然不断改进与完善,仍无法满足现代电子测量的需要,数字电压表自1952年问世以来,显示强大的生命力,现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪表。
数字电压表简称DVM(Digital Voltmeter),它是采用数字化测量技术,把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表。
智能化数字电压表则是最大规模集成电路(LSI)、数显技术、计算机技术、自动测试技术(ATE)的结晶。
一台典型的直流数字电压表主要由输入电路、A/D转换器、控制逻辑电路、计数器(或寄存器)、显示器,以及电源电路等级部分组成,如下图1-1所示:图1-1 直流数字电压表的基本方框图其中A/D转换器是数字电压表的核心,xu表示其输入。
它的数字输出可由打印机记录,也可以送入计算机进行数据处理。
数字电压表与指针式电压表相比具有以下特点:(1)显示清晰、直观、读数准确传统的模拟式电压表必须借助指针和刻度盘进行读数。
数字电压表工作原理
数字电压表是一种用于测量电压的电子仪器。
它的工作原理基于模拟到数字转换技术,将输入的连续变化的电压信号转换为数字信号,通过数字显示器显示出来。
数字电压表的主要组成部分包括输入部分、模数转换器(ADC)、显示部分和控制部分。
首先,输入部分将待测电压信号输入到模数转换器中。
在输入部分,可能还包括电压分压器等电路,用于将输入电压的幅值范围限定在模数转换器可处理的范围内。
然后,模数转换器将模拟电压信号转换为数字信号。
模数转换器一般采用逐次逼近型(SAR)或者积分型(ΔΣ)转换器。
逐次逼近型转换器通过逐步逼近输入电压的幅值,得到与之对应的数字码。
积分型转换器则通过积分输入电压,得到数字码。
接着,数字信号经过处理后,传输到显示器中。
在数字电压表中,显示器通常采用数码管、液晶显示模块或者LED等显示
技术。
数字信号经过解码后,根据每个数字的编码显示相应的数字。
最后,控制部分用于控制整个测量过程和显示操作。
控制部分包括按键、微处理器等。
按键用于设置、控制测量功能和显示方式。
微处理器则进行信号处理、数据计算和显示控制等操作。
综上所述,数字电压表的工作原理是通过模拟到数字转换技术,
将输入的连续变化的电压信号转换为数字信号,并通过数字显示器显示出来。
这种工作原理保证了数字电压表的测量精度和可靠性。
电压表的类型电压表是一种测量电路中电势差的仪器。
根据其工作原理和使用方式的不同,电压表可以分为模拟电压表、数字电压表和万用表。
本文将分别介绍这三种类型的电压表。
一、模拟电压表模拟电压表是一种使用指针来显示电压数值的仪器。
它通过将输入电压转换为一定的机械位移,再通过指针指示器来读取电压数值。
模拟电压表具有直观、直观的特点,可以快速读取电压值。
然而,由于其机械结构的限制,模拟电压表的精度较低,通常为几个百分点。
二、数字电压表数字电压表是一种使用数字显示电压数值的仪器。
它通过将输入电压转换为数字信号,并通过内部处理器进行数值计算和显示。
数字电压表具有精确度高、稳定性好的特点,可以达到小数点后几位的精度。
此外,数字电压表还具有自动量程切换、数据保持和峰值保持等功能,方便用户进行测量和数据分析。
三、万用表万用表是一种综合性的电测仪器,可以测量电压、电流、电阻等多种电参数。
它结合了模拟电压表和数字电压表的优点,具有较高的精度和灵活的使用方式。
万用表通常配备有多个测量档位和功能选择开关,可以根据需要选择不同的测量模式。
此外,万用表还具有温度测量、频率测量和连续测量等功能,适用于各种电路的测试和维护。
不同类型的电压表适用于不同的场合和要求。
模拟电压表适用于对精度要求不高的简单测量,数字电压表适用于对精度要求较高的精密测量,而万用表则是一种功能强大、适用范围广泛的仪器。
在使用电压表时,需要注意以下几点:1.选择合适的测量档位,在保证测量精度的前提下选择最小的量程,以避免测量过大导致的烧坏仪器。
2.正确连接测量线,保证电路的连通性,避免测量误差。
3.遵循安全操作规程,避免电击和其他危险事故的发生。
4.定期校准仪器,保证测量结果的准确性和可靠性。
电压表是一种常用的电测仪器,不同类型的电压表具有不同的特点和适用范围。
在实际使用中,根据测量需求选择合适的电压表,正确操作和维护仪器,可以确保测量结果的准确性和可靠性。
第十章数字电压表第二节单片A/D转换器产品分类A/D转换器是数字电压表、数字多用表及测试系统的“心脏”。
A/D 转换器大致可分成五大类;①单片A/D转换器;②单片DMM专用IC(内含A/D 转换器);③多重显示仪表专用IC;④专供数字仪表使用的特制IC(ASIC);⑤其他通用型A/D转换器,这种芯片仅完成模/数转换,不能直接配数字仪表。
一、单片A/D转换器单片A/D转换器:采用CMOS工艺将DVM的基本电路(含模拟电路与数字电路)集成在同一芯片上,配以LCD或LED数显器件后能显示A/D 转换结果的集成电路。
按显示位数划分,单片A/D转换器主要有4种:3½位、3¾位、4½位、5½位。
若按智能化程度来区分,又分纯硬件、带μP的两种。
第三节3½位LCD显示数字电压表ICL7106是目前广泛应用的一种3½位A/D转换器,能构成3½位液晶显示的数字电压表。
一、ICL7106的工作原理1. ICL7106的性能特点(1)+7V~+15V单电源供电,可选9V叠层电池,有助于实现仪表的小型化。
低功耗(约16mW),一节9V叠层电池能连续工作200小时或间断使用半年左右。
(2)输入阻抗高(1010Ω)。
内设时钟电路、+2.8V基准电压源、异或门输出电路,能直接驱动3½位LCD显示器。
(3)属于双积分式A/D转换器,A/D转换准确度达±0.05%,转换速率通常选2次/秒~5次/秒。
具有自动调零、自动判定极性等功能。
通过对芯片的功能检查,可迅速判定其质量好坏。
(4)外围电路简单,仅需配5只电阻、5只电容和LCD显示器,即可构成一块DVM。
其抗干扰能力强,可靠性高。
3.ICL7106的工作原理ICL7106内部包括模拟电路和数字电路两大部分,二者是互相联系的。
一方面由控制逻辑产生控制信号,按规定时序将多路模拟开关接通或断开,保证A/D 转换正常进行;另一方面模拟电路中的比较器输出信号又控制着数字电路的工作状态和显示结果。
下面介绍各部分的工作原理。
(1)模拟电路模拟电路由双积分式A/D转换器构成。
主要包括2.8V基准电压源(E0)、缓冲器(A1)、积分器(A2)、比较器(A3)和模拟开关等组成。
缓冲器A4专门用来提高COM端带负载的能力,可谓设计数字多用表的电阻挡、二极管挡和h FE挡提供便利条件。
这种转换器具有转换准确度高、抗串模干扰能力强、电路简单、成本低等优点,适合做低速模/数转换。
每个转换周期分三个阶段进行:自动调零(AZ)、正向积分(INT)、反向积分(DE),并按照AZ→INT→DE→AZ…的顺序进行循环。
令计数脉冲的周期为T CP,每个测量周期共需4000T CP。
其中,正向积分时间固定不变,T1=1000T CP。
仪表显示值IN REFCP 1U U T T N ∙=(10-3-1)将T 1=1000T CP ,U REF =100.0mV 代入上式得N =10U IN 或U IN =0.1N (10-3-2)只要把小数点定在十位上,即可直读结果。
满量程时N =2000,此时U M =2U REF =200mV ,仪表显示超量程符号“1”。
若需改装成2V 量程的数字电压表,可按表11-3选择元件值。
表11-3 200mV 与2V 量程元件对照IN 积分电容宜选绝缘性好、介质吸收系数小的聚苯乙烯电容或聚丙烯电容。
为了提高仪表抗串模干扰的能力,正向积分时间(亦称采样时间)T 1应是工频周期的整倍数。
我国采用50Hz 交流电网,其周期为20ms ,应选T 1=n ·20(ms ) (10-3-3)式中,n =1,2,3,…。
例如取n =2、4、5时,T 1=40ms 、80ms 、100ms ,能有效地抑制50Hz 干扰。
这是因为积分过程有取平均的作用,只要干扰电压的平均值为零,就不影响积分器输出。
但n 值也不宜过大,以免测量速率太低。
(2)数字电路数字电路如图10-3-3所示。
主要包括8个单元:①时钟振荡器;②分频器;③计数器;④锁存器;⑤译码器;⑥异或门相位驱动器;⑦控制逻辑;⑧LCD 显示器。
时钟振荡器由ICL7106内部反相器F 1、F 2以及外部阻容元件R 、C 组成。
若取R =120k Ω,C =100PF ,则f 0=40kHz 。
f 0经过4分频后得到计数频率f CP =10kHz ,即T CP =0.1ms 。
此时测量周期T =16000T 0=4000T CP =0.4s ,测量速率为2.5次/秒。
f 0还经过800分频,得到50Hz 方波电压,接LCD 的背电极BP 。
LCD 须采用交流驱动方式,当笔段电极a ~g 与背电极BP 呈等电位时不显示,当二者存在一定的相位差时,液晶才显示。
因此, 可将两个频率与幅度相同而相位相反的方波电压,分别加至某个笔段引出端与BP 端之间,利用二者电位差来驱动该笔段显示。
驱动电路采用异或门。
其特点是当两个输入端的状态相异时(一个为高电平,另一个为低电平),输出为高电平;反之输出低电平。
7段LCD 驱动电路如图10-3-4所示。
图中,加在a 、b 、c 笔段上的方波电压与BP 端方波电压的相位相反,存在电位差,使这三段显示。
而d 、e 、f 、g 段消隐,故可显示数字“7”。
显见,只要在异或门输入端加控制信号(即译码器输出的高、低电平),用以改变驱动器输出方波的相位,就能显示所需数字。
4. ICL7106的功能检查功能检查的目的是判断ICL7106的质量好坏,进而区分DVM 或DMM 的故障范围究竟在A/D 转换器还是在外围电路。
以200mV 量程的DVM 为例,功能检查分4步进行,内容如下:①检查零输入时的显示值。
将ICL7106的IN +端与IN -端短接,使U IN =0V ,仪表应显示“00.0”; ②检查比例读数。
将U REF 端与IN +端短接,用U RE F 来代替U IN ,即U IN =U REF =100.0mV ,仪表应显示“100.0”,此步骤称为“比例读数”检查,它表示U IN /U REF =1时仪表的显示值; ③检查全显示笔段。
将TEST 端接U +端,令内部数字地变成高电平,全部数字电路停止工作。
因每个笔段上部加有直流电压(不是交流方波!),故仪表应显示全部笔段“1888”(此时小数点驱动电路也不工作)。
为避免降低LCD 使用寿命,做此步检查的时间应控制在1分钟之内;④检查负号显示及溢出显示。
将IN +端接U -端,使U IN 远低于-200mV 。
仪表应显示“-1”。
图10-3-5 ICL7106的功能检查电路二、由ICL7106构成的3½位数字电压表由ICL7106构成的3½位数字电压表电路如图10-3-6所示,基本量程U M =200mV 。
R 1、图10-3-6 由ICL7106构成3 ½ 位数字电压表的电路C 1分别为振荡电阻与振荡电容。
R 2与RP 构成基准电压分压器,RP 宜采用精密多圈电位器,调整RP 使U REF =U M /2=100.0mV ,满量程即定为200mV ,二者呈1∶2的关系。
R 3、C 3为模拟输入端高频阻容式滤波器,以提高仪表的抗干扰能力。
C 2、C 4分别为基准电容和自动调零电容。
R 4、C 5依次为积分电阻和积分电容。
仪表采用9V 叠层电池供电,测量速率约2.5次/秒。
IN -端、U REF -端、COM 端互相短接。
思考题:1. 当电源电压E =9V 时,画出ICL7106的U +、U -、COM 、TEST 引脚的电位分布图(以COM 引脚的电位做参考点)。
2. 简述对ICL7106进行功能检查的方法与步骤。
3. 若用一根导线将ICL7106的第40脚(OSC1)与第37脚(TEST)短路,强迫内部数字电路停止工作,即可实现读数保持功能。
请说明其原理及使用注意事项(提示:此时采用的是直流驱动方式!)。
河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸第 23 次课 2 学时注:本页为每次课教案首页河 北 科 技 大 学 教 案 用 纸第十章数字电压表第四节3½位LED显示数字电压表MC14433是美国摩托罗拉公司生产的单片3½位A/D转换器,它适合构成带BCD码输出的3½位LED显示数字电压表,是目前应用较为普遍的一种低速A/D转换器。
一、MC14433的性能特点(1)MC14433属于CMOS大规模集成电路,其转换准确度为±0.05%。
内含时钟振荡器,仅需外接一只振荡电阻。
能获得超量程(OR)、欠量程(UR)信号,便于实现自动转换量程。
能增加读数保持(HOLD)功能。
电压量程分两挡:200mV、2V,最大显示值分别为199.9mV、1.999V。
量程与基准电压呈1∶1的关系,即U M=U REF。
(2)需配外部的段、位驱动器,采用动态扫描显示方式,通常选用共阴极LED数码管。
(3)有多路调制的BCD码输出,可直接配μP构成智能仪表。
(4)工作电压范围是±4.5 V~±8V,典型值为±5V,功耗约8mW。
二、MC14433的工作原理1. MC14433的引脚功能MC14433采用DIP-24封装。
U DD端、U EE端分别接+5V、-5V电源,U EE端向内部模拟电路提供负电源,负载电流约为0.8mA。
U AG为模拟地。
U SS端为输出信号的公共地,该端接U AG端时输出电平变化范围是U DD~U AG,接U EE 端时是U DD~U EE,U I为模拟电压输入端,接U IN。
U REF是外接基准电压的正端(负端在片内接U AG 端,未引出)。
DU为实时输出控制端,亦称数据更新端。
若在双积分过程中的第5阶段开始前从DU端输入一个正脉冲,则本次A/D转换结果依次经锁存器和多路选择开关输出,否则输出端仍保持原有数据不变。
若将DU端与EOC端相连,则每次A/D转换结果都被输出。
将DU端接U SS端时可实现读数保持。
CL I、CL O分别为时钟输入、输出端,外接振荡电阻即可产生时钟信号。
EOC为A/D转换结束标志(正脉冲)输出端。
OR是超量程信号输出端(负逻辑)。
DS1~DS4为多路调制位选通信号输出端,其中DS1为千位,DS4为个位。
Q0~Q3为BCD码输出端。
2. M14433的工作原理MC14433的原理框图如图10-4-2所示。
完成一次A/D 转换大约需要16400个时钟周期(T0)。
整个A/D转换分6个阶段进行:①模拟调零,占4000T0;②数字调零,小于800 T0;③重复模拟调零占4000 T0;④正向积分,T1=4000 T0;⑤重复数字调零,小于800 T0;⑥反向积分,T2≤4000 T0。