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电压表IC:电压测量工具

  • 发表时间:2021-11-25 08:22:26
  • 来源:本站
  • 人气:27

关于电压表 IC,测量电子电路上两点之间的电压可以提供许多优势。例如,它让您知道电子设备(如电池)是否按预期运行。此外,电压表会通知您该电池的电压差。电压表通常具有特殊的集成电路芯片,例如 ICL7107,有助于提供准确的测量。基本上,它们与七段 LED 显示屏一起集成在电路中。

本文介绍了一种可以在任何电子设备上使用的数字面板型电压表电路。让我们开始吧!

1.什么是电压表IC? 


电压表 IC 提供交流或直流电压测量,并以数字形式显示值。特别是,许多使用 Intersil 的 ICL7107 3.5 ADC它显示的读数范围为 0-2000V,精度为 0.1%,运行电流小于 200mA。此外,ICL7107 的电路支持显示驱动器、时钟、七段解码器和参考电压源。

但是,变化的条件可能会影响性能,包括电源电压变化、温度、输入阻抗等。

2、数字电压表的工作原理 


输入电压范围

您应该注意,数字电压表 (DVM) 的输入范围为 ±1 V 至 1000 V。同时,精密 DVM 提供 1 GΩ 输入电阻,范围为 0-20V。 

设计及工作原理

数字电压表的衰减器具有串联电阻,可降低输入信号。因此,A 点电压电平与输入电压 V in匹配根据分压规则,您可以看到 B 点 (R2) 包含的电压低于 A 点 (R1)。同时,C 点 (R3) 的电压将保持低于 A 和 B。


总体而言,衰减器可减少任何过电压,以防止其损坏其他集成组件。毫无疑问,它作为预定义的电阻网络运行,通过衰减保护电子电路。通常,这被定义为十进制衰减,它提供数字电压表的十进制计数。因此,执行衰减将导致十的幂。

此外,ADC 的输入将提供 Vin/N 作为输入电压:

: N = 1, 10, 100, 1000

此外,电路的 ADC 提供模数转换功能,产生数字输出。在这种情况下,数字信号具有两个电平:0 和 1。此过程产生一系列数字脉冲,因此,一个脉冲等于 1mV。

之后,十进制计数器单元接收数字脉冲。事实上,它包含在级联配置中设置的三个十年计数器。每个提供 10 个计数,从 0 到 9。特别是,所有三个计数都为 1000。  

然后,DC 7447 执行转换过程以在七段显示器上显示 BD 值。最后,小数点选择器根据电压大小参考小数点的位置。

3.电压表 IC——数字电压表类型


斜坡式 DVM

斜坡型 DVM 测量输入电压降至 0V 所需的时间。它还将测量斜坡电压电平从 0V 增加到输入电压所需的时间。 

双斜率积分型DVM

双斜率积分型 DVM 在开关 S 在特定时间间隔内向积分器施加模拟输入时运行。然后,比较器的输入电压电平增加到适用的正值。当这个固定时间间隔结束时,电压增加率与输入电压匹配。

当开关转换到参考电压时,计数配置为零此时,积分器的输出会下降,直到达到小于比较器内部参考电压的值。之后,一个信号触发计数完成。 

集成式DVM

集成型 DVM 具有电压到频率转换技术。基本上,它会产生与输入电压幅度相等的脉冲。总的来说,这会产生一系列脉冲,其频率取决于测得的电压。

逐次逼近 DVM

顾名思义,逐次逼近 DVM 具有逐次逼近转换器。在这种情况下,它每秒执行 1000 次读数。首先,它向启动/停止多谐振荡器分配一个启动脉冲。然后,一个 8 位控制寄存器将显示 10000000。因此,DAC 的输出将被配置为参考电压的一半。

总体而言,测量周期会继续并在达到最终计数时停止。

4. 如何使用ICL7107制作数字电压表?

我们包含了一个带有 ICL7107 的数字电压表的 DIY 项目。继续阅读以下内容以了解更多信息!

电路图:


简单的数字电压表电路可测量 0-200V 范围内的直流电压。

所需组件:

  • PCB – 1x

  • 七段 LED 显示– 4x

  • 555 I2C 定时器– 1x

  • LM7805 – 1x

  • ICL7107 – 1x

  • 9V/12V 电源 – 1x

  • 47k 电阻器 – 1x

  • 1k 电阻 – 5x

  • 22k 电阻器 – 1x

  • 10k 电阻 – 1x

  • 120k 电阻 – 1x

  • 5k 电位器 – 1x

  • 100nF 电容器 – 3x

  • 10uF 电容器 – 2x

  • 100pF 电容器 – 1x

  • 220nF 电容器 – 1x

  • 47nF 电容器 – 1x

  • LED – 1x

  • 1N4148 二极管 – 2x

  • 探头 – 1x

脚步:

 按照以下步骤重现电路。

PCB 订购和制造:

此步骤通常涉及在线订购您的印刷电路板,OurPCB 为此提供电路板制造服务。

电路校准:

您需要为电路通电并短路所有输入端子。然后,微调 R6 电阻,直到显示屏显示 0V。

连接组件:

首先,连接ICL7107,IC 555振荡电路,以及电路图中所示的所有组件。然后,添加四个七段 LED 显示屏并如图所示连接它们。接下来,将 LM7805 集成到电路中。您还需要将 GND 引脚接地。然后,将 IN 引脚连接到 VCC,将 OUT 引脚连接到 R10 1k 电阻器。然后,将该电阻连接到接地的 LED。此外,将 C8 10uF 电容器的正极连接到 OUT 引脚,负极接地。

概括

总而言之,数字电压表电路有助于确保您的设备正常工作。它通过测量两个电压点并产生一个数字来实现这一点。当然,该数字必须经过转换过程才能显示在七段 LED 显示屏上。之后,数字将以数字形式出现,代表输入电压。总的来说,数字电压表已被证明对专业人士和任何创建项目的人都有帮助。

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