【正文】 在這樣的測試系統(tǒng)中，電壓測量 極為方便，只要采用“ A/D”集成片通過接口電路，便可與 計算機聯(lián)機，對電壓自動智能測試，并實現(xiàn)屏幕顯示和打 印結(jié)果。 電子測量原理 第 73頁 其他 數(shù)字電壓表除功能為手動外，已發(fā)展為具有自動調(diào)零 、自動量程轉(zhuǎn)換和小數(shù)點自動定位等自動功能，使電壓的 數(shù)字測量具有更強的生命力。當取采樣時間為干擾信號周期的整數(shù)倍時，串 模干擾抑制相當好。 積分型 DVM抗串模干擾能力較強，適當延長采樣時間 可改善抗干擾性能。 電子測量原理 第 72頁 他指每秒鐘對被測電壓的測量次數(shù)，或完成一次測量 過程所需的時間。 分辨力指 DVM能顯示的 U的最小變化值，即顯示器末 位跳一個字所需的最小輸入電壓值。第二種情況，基本量程為 2， 4位最大顯示數(shù) V，無超量程能力。其 次是顯示位數(shù)，有 3位、 4位等，還有 3位、 4位、 6位等。 DVM的范圍有兩方面內(nèi)容。這里，我們要特別指出的是，盡管介紹的 DVM都是以測 直流電壓 U來講原理的，對于交流電壓 u，只需要加一個電 子電壓表中介紹的檢波器將交流轉(zhuǎn)換成直流即可。由于積分器與零 比較器均在負反饋閉環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，因而對二者的要求可以低 一些，這一點比雙斜積分式為佳。利用這 種原理構(gòu)成的 DVM有 SD693B 型等?？梢姡粶y電壓 U與正、 負基準電壓接入時間之差（ T T）成正比， U不同， T分 割成的 T、 T也不同，其差值也就不同，從而實現(xiàn)了 V/T轉(zhuǎn) 換?？梢?，被測電壓 U與 正、負基準電壓接入時間之差（ T T）成正比， U不同， T 分割成的 T、 T也不同，其差值也就不同，從而實現(xiàn)了 V/T 轉(zhuǎn)換。 圖 520示出了脈寬調(diào)制的波形，（ a）圖為積分器輸入 信號波形，（ b）圖是合成輸入波形，（ c）圖是積分器輸 出信號波形，（ d）圖為比較器輸出波形。由邏輯控制電路保證：當 Uo0 時，電子 開關(guān) K接通 +Ur；當 Uo0時，電子開關(guān) K接通 Ur，形成一 個負反饋系統(tǒng)。 Ur、方波節(jié)拍 177。 電子測量原理 第 65頁 脈寬調(diào)制式 DVM 脈寬調(diào)制式將被測量轉(zhuǎn)換成與其成比例的脈沖寬度的 差，是一種優(yōu)良的 V/T轉(zhuǎn)換式裝置，可實現(xiàn)高精度測量。因此， V/F轉(zhuǎn)換器應(yīng)用廣泛。 %，可滿足較高的 A/D轉(zhuǎn)換精度。由于復(fù)位電路采用了恒流源 IR和單穩(wěn)態(tài)定時電路， 使放電電荷為定量（ IR to），且與輸入電壓大小無關(guān)，因 此可使轉(zhuǎn)換的非線性誤差小于 %。如此反復(fù)，振蕩 不止。因設(shè)計時保證 I=（ U/R） IR，則在 to期間積分器反向充 電，使 Uint線性上升。 它由積分器、比較器和復(fù)位電路三部分組成，而復(fù)位 電路由單穩(wěn)態(tài)電路、恒流源 IR和模擬開關(guān) K組成。目前市場上都有相應(yīng)的單片集成電路 。 V/F式 A/D轉(zhuǎn)換的突出優(yōu)點是可以輸出與被 測模擬信號成正比的頻率信號，便于遠距離傳送，所以不 僅在數(shù)字電壓表中，而且在遙測、遙控及其它工業(yè)自動控 制技術(shù)中都被廣泛應(yīng)用。 電子測量原理 第 60頁 V/F積分型 DVM V/F轉(zhuǎn)換過程也是不斷進行積分過程，因而 V/F式 DVM 也具有抑制串模干擾的能力。此類集成片，比逐次比較型集成簡單，成本也低 ，故而廣為應(yīng)用。而共模干擾，因模擬電路和數(shù)字電路間 易于隔離，并可采用雙層屏蔽、浮地技術(shù)，易于提高抗共 模干擾能力。雙斜積分的本質(zhì)是平均值轉(zhuǎn)換 ，對幅值對稱的交流串模干擾有很強的抑制能力。對于后 者，因是同一時鐘脈沖決定的，則對時鐘源的頻率準確度 不要求，但對短期穩(wěn)定度則要求要高。 其次應(yīng)注意，這種 V—T型變換結(jié)果與積分參數(shù) RC無 關(guān)，因為兩次積分都是同一積分器完成的，所以可得高的 測量準確度。所以，式（ 522）中 Us、 T （或 N）均不變，被測電壓 U正比于時間隔 T（或 N）。比較階段是定值積分，即 Us不變，由 式（ 520）知，積分斜率不變。積分電 壓： （ 520） 當 t=t時： 即： （ 521） 電子測量原理 第 57頁 由式（ 519）、（ 521）得： （ 522） 需要注意的是，兩次積分過程中，采樣階段是定時積 分，即 T不變。積分器 開始反向積分，主門仍開啟，計數(shù)器重新對脈沖計數(shù)，直 到反向積分輸出為零。當計數(shù)滿預(yù)先給定的 N時（即定時積分 T= NT（ T為時鐘周期）時），邏輯控制 電路使電子開關(guān) K斷開，第一次積分（正向積分）結(jié)束。在準備階段（ to～ t），邏輯 控制電路使電子開關(guān)的 K閉合，積分器輸出為零（ C的放 電電路在圖 517中未畫出）。原理電路見圖 517所示。 積分式中應(yīng)用最廣的是 V/T型的雙斜積分式，下面就對 它的原理加以說明。前述逐次比較式 DVM的缺點，就是對 串模干擾沒有抑制能力。這種集成件，在成本、準確度及速度等三方面都較好，因而得到廣泛應(yīng)用。隨著電子技 術(shù)的日新月異，已廣為采 用集成的逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器，其原理見圖 516 所示。這種儀器的準確度由基準 電子測量原理 第 52頁 電壓、 D/A轉(zhuǎn)換及比較器的準確度和穩(wěn)定度來決定，其轉(zhuǎn) 換時間與輸入電壓的大小無關(guān)（因逐次比較次數(shù)不因被測 電壓的大小而變）。 以上是一位數(shù)的逐次比較，對于多位數(shù)的比較，從最 高位到最低位逐位比較，每一位都需要比較四次。 4，使其翻轉(zhuǎn)，放出 Us=1V，與 原存的 4V相加，得到 5V電壓與 U比較，其 ΔU=0， 1V保存 ，并將“ 1”送寄存器。設(shè)被測電壓 U=5V，其逐次比較的 步驟如下： 下雙穩(wěn) 1翻 轉(zhuǎn)，放出 Us=8V與 U比較， ΔU=580，雙穩(wěn) 1翻回原 態(tài)， 8V電壓去掉，輸出“ 0” 送寄存器。比較結(jié)束后，在程控下將寄存器中的 數(shù)碼送去譯碼顯示。然后，在程序控制下再將次高位碼電壓 加上最高位碼電壓與 U比較，同樣是 ΔU≥0時寄存器中該 位“ 1”保留，否則該位“ 1”舍去變?yōu)椤?0”。 圖 514逐次比較型 DVM的原理框圖 基準源作為砝碼電壓 Us的機內(nèi)參考電壓源， D/A轉(zhuǎn)換 輸 入電 路數(shù) 碼寄 存時 鐘脈 沖譯 碼顯 示程 序控 制D / A轉(zhuǎn) 換比 較uxu s基 準 源電子測量原理 第 49頁 器將寄存器送來的二進制碼在基準作用下產(chǎn)生步進砝碼電 壓 Us，其步進值為 8，即砝碼電壓按 8421碼給 出。 數(shù)字電壓表的原理結(jié)構(gòu)，可用圖 513來概括，可見由模擬電路、數(shù)字邏輯電路和顯示電路三部分組成，但核心是 A/D轉(zhuǎn)換器?！?V/T”式有雙斜積分式、三斜積分式、脈 寬調(diào)制式等，“ V/F”式有 脈沖反饋式和電壓反饋式等。 A/D轉(zhuǎn)換器，是一種間接轉(zhuǎn)換式。因此，根據(jù) A/D的工作 原理可分類為： A/D轉(zhuǎn)換器，是采用將輸入模擬電壓與標準電 壓進行比較的方法，屬直接轉(zhuǎn)換式。關(guān)鍵是如何把隨時間連續(xù)變化的模擬量變換為數(shù)字量 ，即“模 ——數(shù)”變換器（ A/D變換器）。所以， 數(shù)字電壓表發(fā)展迅速。它 具有這樣一些優(yōu)點：準確度高（ 8位顯示誤差可達177。特別是 由于微處理器的問世，數(shù)字化測量有了全新的發(fā)展，性能 大為提高。 ∫ √uxux2 t AUx 模 擬 乘 法 器積 分 開 方放 大電子測量原理 第 45頁 電壓測量的數(shù)字化方法 概述 數(shù)字電壓表（ DVM）是隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起 來的精確、靈活多用的電子儀器。同時，高頻時因分布參數(shù)及加熱絲趨膚效應(yīng) 的影響，易產(chǎn)生誤差。 由于 M與 M同型號，輸出又是反極性串聯(lián)，則環(huán)境溫度 對它們的影響互相抵消，提高熱穩(wěn)定性。圖中 M為測量熱電偶， M是與 M特性相同 的同型號熱電偶，它作 為平衡熱電偶，實現(xiàn)表 頭刻度線性化，并提高 熱穩(wěn)定性（溫度影響互