數(shù)字電壓表測(cè)量的基本工作原理

數(shù)字電壓表是一種常用的測(cè)試儀器，它能夠準(zhǔn)確測(cè)量電路中的電壓值。要了解數(shù)字電壓表的工作原理，需要了解它是如何將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示的。

數(shù)字電壓表的基本組成部分包括：輸入電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示和控制電路。

輸入電路是用來(lái)接收待測(cè)電壓信號(hào)的部分。這通常包括輸入電阻、分壓網(wǎng)絡(luò)和放大器等。輸入電阻是為了減小對(duì)待測(cè)電路的影響，使測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。分壓網(wǎng)絡(luò)是為了將輸入信號(hào)分壓，以保證在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)量，避免輸入過(guò)大導(dǎo)致溢出。放大器用于放大輸入信號(hào)，以提高測(cè)量的靈敏度和準(zhǔn)確度。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器是數(shù)字電壓表的核心部分，負(fù)責(zé)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器一般采用集成電路實(shí)現(xiàn)，常見(jiàn)的有逐次逼近型、雙積分型和閃存型等。其中，逐次逼近型是最常見(jiàn)的，也是最常用的一種。它通過(guò)逐位比較待測(cè)電壓與參考電壓的大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。

在逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，有一個(gè)所謂的比較器，它會(huì)將待測(cè)電壓與參考電壓進(jìn)行比較。比較器的輸出結(jié)果會(huì)根據(jù)比較結(jié)果分為兩種情況，一是待測(cè)電壓大于參考電壓，二是待測(cè)電壓小于參考電壓。通過(guò)這種比較的方式，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸入信號(hào)從最高有效位開(kāi)始逐次逼近，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的精度要求。

在比較的過(guò)程中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器會(huì)通過(guò)電子開(kāi)關(guān)將待測(cè)電壓的不同部分與參考電壓相連接。這樣，逐次逼近的比較結(jié)果會(huì)保存在寄存器中，形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字。最終，這個(gè)二進(jìn)制數(shù)字會(huì)傳送到顯示和控制電路中進(jìn)行處理。

顯示和控制電路是用來(lái)將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為人類可讀的數(shù)據(jù)。它包括數(shù)碼顯示器、控制邏輯和校準(zhǔn)電路等。數(shù)碼顯示器一般采用七段顯示器，通過(guò)控制邏輯將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要顯示的數(shù)字。控制邏輯也負(fù)責(zé)處理其他功能，例如切換量程、調(diào)整精度、校準(zhǔn)等。校準(zhǔn)電路則是為了確保數(shù)字電壓表的準(zhǔn)確性，它通常會(huì)提供一個(gè)可調(diào)電壓源，用于對(duì)數(shù)字電壓表進(jìn)行校準(zhǔn)。

綜上所述，數(shù)字電壓表的基本工作原理是通過(guò)輸入電路接收待測(cè)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)分壓和放大后，進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換器中。模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并通過(guò)顯示和控制電路將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為人類可讀的數(shù)據(jù)。數(shù)字電壓表通過(guò)這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路中電壓的準(zhǔn)確測(cè)量。