電路課設報告_2015_01_08

1、 欽 州學院 電路課程設計報告 萬用表的設計 院 系 物理與電子工程學院 專 業(yè) 應用電子技術 學 生 班 級 2012級1班 姓 名 陸琨才 指導教師單位 欽州學院 指導教師姓名 何艷梅 指導教師職稱 講 師 2014年12月DT-830數(shù)字萬用表的設計應用電子技術專業(yè)2012級 陸琨才 指導教師 何艷梅摘要：數(shù)字萬用表DMM(Dital MultiMeter) 亦稱數(shù)字多用表，是目前在電子檢測及維修工作中最常用、最得力的一種工具類數(shù)字儀表。它采用大規(guī)模集成電路和液晶數(shù)字顯示技術，通過對連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）的采樣將其轉換成不連續(xù)、離散的數(shù)字量，并以十進制數(shù)字形式顯示出來。具有結構簡單

2、、測量精度高、輸入阻抗高、顯示直觀、過載能力強、功能全、耗電省、自動量程轉換等優(yōu)點，許多數(shù)字萬用表還帶有測電容、頻率、溫度等功能。傳統(tǒng)的指針式萬用表功能單一、精度低，已經(jīng)不能滿足數(shù)字化時代的需求，而采用單片機A/D轉換器構成的數(shù)字萬用表，具有讀數(shù)方便、精度高，測試功能強、集成度高、微功耗、抗干擾能力強等特點，另外帶有單片機的智能型數(shù)字萬用表更是具有自動校準，自動測量，自動數(shù)據(jù)處理和實時通訊等多種功能。目前，數(shù)字萬用表已被廣泛用于電子及電工測量、工業(yè)自動化儀表、自動測試系統(tǒng)等智能化測量領域，示出強大的生命力。與此同時，由DMM擴展而成的各種通用及專用數(shù)字儀器儀表，也把電量及非電量測量技術提高到嶄

3、新水平關鍵詞：數(shù)字萬用表 原理 安裝 調(diào)試 設計目的：（1） 進一步掌握電路課程所學的理論知識，并加以應用；（2） 熟悉集成芯片ICL7106，掌握其工作原理及應用領域；（3） 學會應用分立元件來制作數(shù)字萬用表；（4） 進一步提高萬用表電路的焊接與安裝技能、調(diào)試與測試水平；（5） 學會研究和分析數(shù)字萬用表電路的結構與工作原理；主要任務與要求（包括主要技術指標、研究方法及措施）：（1）基本功能設計一個能夠測量電流、電壓、電阻的萬用表。（2）基本要求電表電壓源1.5V；測量電流、電壓、電阻各有3個檔位；電流的最大量程5mA;電壓的最大量程500V；電路板有一定抗振能力。目錄前言 1.萬用表的概念

4、11.1 模擬萬用表11.2 數(shù)字萬用表21.3 數(shù)字萬用表的優(yōu)勢22.電路的組成與工作原理32.1 模數(shù)轉換與數(shù)字顯示電路32.2 直流電壓測量電路42.3 直流電流測量電路42.4 交流電壓、電流測量電路62.5 電阻測量電路73.DT830B型數(shù)字萬用表的設計 93.1 DT830B型數(shù)字萬用表的特點93.2 DT830B型數(shù)字萬用表的設計與制作93.2.1 數(shù)字萬用表總體 93.2.2 數(shù)字萬用表的電路原理圖 93.2.3 雙積分A/D轉換器113.2.4 測量電路 124.DT830B型數(shù)字萬用表的安裝與調(diào)試164.1 印制電路板元器件的安裝與焊接164.2 液晶顯示器件的安裝164

5、.3 開關及印制板的安裝184.4 焊接安裝完成的后的實物圖184.5 DT-830B數(shù)字萬用表的調(diào)試 184.6 DT830B數(shù)字萬用表的測試 195.設計體會206.參考文獻20前言數(shù)字萬用表是經(jīng)過歷史慢慢發(fā)展來的。早期的萬用表，使用磁石偏轉指針的表盤，與經(jīng)典的電流計相同，現(xiàn)代則采用LCD提供的數(shù)字顯示。模擬萬用表不太精確，這是因為調(diào)零和從儀表面板上準確的讀數(shù)都容易產(chǎn)生偏差?，F(xiàn)代萬用表已基本數(shù)字化，被測量信號被轉換成數(shù)字電壓并被數(shù)字的前置放大器放大，然后由數(shù)字顯示屏直接顯示該值；這樣就避免了在讀數(shù)時視差帶來的偏差?，F(xiàn)在，數(shù)字式測量儀表已成為主流，已經(jīng)取代模擬式萬用表。與模擬萬用表相比，數(shù)字

6、萬用表靈敏度高，精確度高，顯示清晰，過載能力強，便于攜帶，使用更簡單。在測試過程中因為計算機的介入，需要數(shù)字萬用表具有上位機通信能力，而且由眾多儀器集合在一個系統(tǒng)中，還需要數(shù)字萬用表擁有多種接口和可以相互兼容的命令集結構；由于測試和生產(chǎn)的規(guī)模效應，大量儀器在一個車間中運行，不可避免的會相互干擾，這就需要測試儀器具有較強的抗干擾能力，以避免因為干擾而造成測試數(shù)據(jù)的不可靠。隨著對生產(chǎn)效率的要求越來越高，還需要數(shù)字萬用表具有自動化特性和高速測量特性等。目前，常見增加的測量包括：限制電流的半導體結電壓降測量，用來確定晶體管的類型；測量量的圖形化顯示，比如柱狀圖；連續(xù)測量，并在電路發(fā)生狀況時發(fā)聲報警；低

7、頻示波器；自動電路測試，包括自動的定時、延時信號等；簡單的數(shù)據(jù)探測功能，比如記錄指定時期的最大、最小讀數(shù)，或按照固定間隔獲取一定量的樣本讀數(shù)；取樣并保持，可以鎖定最后一次的讀數(shù)，供在設備從測試電路上拿開之后讀??；自動轉換測試量程，測量時儀表自動選擇合適的測量量程，保護儀表不被損壞。 有些現(xiàn)代萬用表可以通過紅外線、RS-232或IEEE-488設備總線等與個人計算機相連。通過這些方式，計算機可以在測量時記錄讀數(shù)，或者從設備把一組結果上傳到計算機中。隨著現(xiàn)代設備和系統(tǒng)變得越來復雜，萬用表也將變得越來越精密，越來越多元化。1.萬用表的概念1.1.模擬萬用表 萬用表的種類很多，按其讀數(shù)方式可分為模擬式

8、萬用表和數(shù)字式萬用表兩類。模擬式萬用表是通過指針在表盤上擺動的大小來指示被測量的數(shù)值，因此，也稱其為機械指針式萬用表。由于它價格便宜、使用方便、量程多、功能全等優(yōu)點深受使用者的歡迎。1.模擬萬用表的組成萬用表在結構上主要由表頭、測量電路、轉換裝置三部分組成。萬用表的面板上有帶有多條標度尺的刻度盤、轉換開關旋鈕、調(diào)零旋鈕和接線插孔等。(1) 表頭萬用表的表頭一般都采用靈敏度高，準確度好的磁電式直流微安表。它是萬用表的關鍵部件，萬用表性能好壞，很大程度上取決于表頭的性能。表頭的基本參數(shù)包括表頭內(nèi)阻、靈敏度和直線性，這是表頭的三項重要技術指標。表頭內(nèi)阻是指動圈所繞漆包線的直流電阻，嚴格講還應包括上下

9、兩盤游絲的直流電阻。內(nèi)阻高的萬用表性能好。多數(shù)萬用表表頭內(nèi)阻在幾千歐姆左右。表頭靈敏度是指表頭指針達到滿刻度偏轉時的電流值，這個電流數(shù)值越小，說明表頭靈敏度越高，這樣的表頭特性就越好。通電測試前表針必須準確地指向零位。通常表頭靈敏度只有幾微安到幾百微安。表頭直線性是指表針偏轉幅度與通過表頭電流強度幅度是相互一致的。(2) 測量電路測量電路是萬用表的重要部分。正因為有了測量電路才使萬用表成了多量程電流表、電壓表、歐姆表的組合體。萬用表測量電路主要由電阻、電容、轉換開關和表頭等部件組成。在測量交流電量的電路中，使用了整流器件，將交流電變換成為直流電，從而實現(xiàn)對交流電量的測量。(3) 轉換裝置它是用

10、來選擇測量項目和量限的。主要由轉換開關、接線柱、旋鈕、插孔等組成。轉換開關是由固定觸點和活動觸點兩大部分組成。通常將活動觸點稱為“刀”，固定觸點稱為“擲”。萬用表的轉換開關是多刀多擲的，而且各刀之間是聯(lián)動的。轉換開關的具體結構因萬用表的不同型號而有差異。當轉換開關轉到某一位置時，可動觸點就和某個固定觸點閉合，從而接通相應的測量電路。2.模擬萬用表表盤模擬萬用表可以測量多種電量，具有多個量程的測量儀表，為此萬用表表盤上都印有多條刻度線，并附有各種符號加以說明。電流和電壓的刻度線為均勻刻度線，歐姆檔刻度線為非均勻刻度線。不同電量用符號和文字加以區(qū)別。直流量用“一”或“DC”表示，交流量用“”或“A

11、C”表示，歐姆刻度線用“”表示。為便于讀數(shù)，有的刻度線上有多組數(shù)字。多數(shù)刻度線沒有單位，為了便于在選擇不同量程時使用。1.2數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表是采用集成電路模/數(shù)轉換器和液晶顯示器，將被測量的數(shù)值直接以數(shù)字形式顯示出來的一種電子測量儀表。1.數(shù)字萬用表的組成數(shù)字萬用表是在直流數(shù)字電壓表的基礎上擴展而成的。為了能測量交流電壓、電流、電阻、電容、二極管正向壓降、晶體管放大系數(shù)等電量，必須增加相應的轉換器，將被測電量轉換成直流電壓信號，再由A/D轉換器轉換成數(shù)字量，并以數(shù)字形式顯示出來。它由功能轉換器、A/D轉換器、LCD顯示器、電源和功能/量程轉換開關等構成。常用的數(shù)字萬用表顯示數(shù)字位數(shù)有三位半

12、、四位半和五位半之分。對應的數(shù)字顯示最大值分別為1999，19999和199999，并由此構成不同型號的數(shù)字萬用表。2.數(shù)字萬用表的面板(1)液晶顯示器:顯示位數(shù)為四位，最大顯示數(shù)為±1999，若超過此數(shù)值，則顯示1或-1。(2)量程開關:用來轉換測量種類和量程。(3)電源開關:開關撥至"ON"時，表內(nèi)電源接通，可以正常工作；"OFF"時則關閉電源。(4)輸入插座:黑表筆始終插在"COM"孔內(nèi)。紅表筆可以根據(jù)測量種類和測量范圍分別插入"V· "、"mA"、"10A&

13、quot;插孔中。1.3 數(shù)字萬用表的優(yōu)勢與指針式萬用表相比較，數(shù)字萬用表有如下優(yōu)良特性：1.高準確度和高分辨力三位半數(shù)字式電壓表頭的準確度為±0.5，四位半的表頭可達±0.03，而指針式萬用表中使用的磁電系表頭的準確度通常僅為±2.5。分辨力即表頭最低位上一個字所代表的被測量數(shù)值，它代表了儀表的靈敏度。通常三位半數(shù)字萬用表的分辨力可達到電壓0.1mV、電流0.1A、電阻0.1，遠高于一般的指針式萬用表。2.電壓表具有高的輸入阻抗電壓表的輸入阻抗越高，對被測電路影響越小，測量準確性也越高。三位半數(shù)字萬用表電壓檔的輸入阻抗一般為10M，四位半的則大于100M。而指針

14、式萬用表電壓檔輸入阻抗的典型值是20100k/V。3.測量速率快數(shù)字表的速率指每秒鐘能完成測量并顯示的次數(shù)，它主要取決于A/D轉換的速率。三位半和四位半數(shù)字萬用表的測量速率通常為每秒24次，高的可達每秒幾十次。4.自動判別極性指針式萬用表通常采用單向偏轉的表頭，被測量極性反向時指針會反打，極易損壞。而數(shù)字萬用表能自動判別并顯示被測量的極性，使用起來格外方便。5.全部測量實現(xiàn)數(shù)字式直讀指針式萬用表盡管刻畫了多條刻度線，也不能對所有檔進行直接讀數(shù)，需要使用者進行換算、小數(shù)點定位，易出差錯。特別是電阻檔的刻度，既反向讀數(shù)又是非線性刻度，還要考慮檔的倍乘。而數(shù)字萬用表則沒有這些問題，換檔時小數(shù)點自動顯

15、示，所有測量檔都可以直接讀數(shù)，不用換算、倍乘。6.自動調(diào)零由于采用了自動調(diào)零電路，數(shù)字萬用表校準好以后使用時無需調(diào)校，比指針式萬用表方便許多。7.抗過載能力強數(shù)字萬用表具備比較完善的保護電路，具有較強的抗過壓過流的能力。2. 電路的組成與工作原理2.1 模數(shù)轉換與數(shù)字顯示電路數(shù)字萬用表核心部件是A/D轉換器，采用中、大規(guī)模集成芯片。數(shù)字電壓表從結構上看是直流數(shù)字電壓表。為擴展功能適應多種參數(shù)的測量要求，在數(shù)字電壓表前部設置相應的參數(shù)變換器，如R-U變換器，I/U變換器、AC/DC變換器等。數(shù)字式儀表的特點是精確、靈活、多功能、能很好地與計算機相連接，在自動化測試系統(tǒng)中占重要地位。常見的物理量都

16、是幅值連續(xù)變化的所謂模擬量。指針式儀表可以直接對模擬電壓、電流進行顯示，而對數(shù)字式儀表，需要把模擬電信號轉換成數(shù)字信號,再進行顯示和處理。數(shù)字信號與模擬信號不同，其幅值是不連續(xù)的。就是說數(shù)字信號的大小只能是某些分立的數(shù)值。若最小量化單位為，則數(shù)字信號的大小一定是的整數(shù)倍，該整數(shù)可以用二進制數(shù)碼表示，但為了能直觀地讀出信號大小的數(shù)值，需經(jīng)過數(shù)碼變換后由數(shù)碼管或液晶屏顯示出來。例如，設0.1mV，把被測電壓U與比較，看U是的多少倍，并把結果四舍五入取為整數(shù)N。然后，把N變換成顯示碼顯示出來。能準確得到并被顯示出來的N是有限的，一般情況下，N1000即可滿足測量精度要求。所以，最常見的數(shù)字表頭的最大

17、示數(shù)為1999，被稱為三位半數(shù)字表。對上述情況，把小數(shù)點定在最末位之前，顯示出來的就是以mV為單位的被測電壓U的大小。如：U是（0.1mV）的1234倍，即N=1234，顯示結果為123.4（mV）。這樣的數(shù)字表頭，再加上電壓極性判別顯示電路，就可以測量顯示199.9199.9mV的電壓，顯示精度為0.1mV。由上可見，數(shù)字測量儀表的核心是模/數(shù)轉換、譯碼顯示電路。A/D轉換一般又可分為量化、編碼兩個步驟。A/D轉換及數(shù)字顯示已是很成熟的電子技術，且已經(jīng)制成大規(guī)模集成電路。2.2 直流電壓測量電路在數(shù)字電壓表頭前面加一級分壓電路，可以擴展直流電壓測量的量程。如圖2-1所示，U0為數(shù)字電壓表頭的

18、量程（如200mV），r為其內(nèi)阻（如10M），r1、r2為分壓電阻，Ui0為擴展后的量程。由于r >> r2，所以分壓比為 （2-1）擴展后的量程為 （2-2）數(shù)字電壓表r1rrU0Ui010M99k9k1M1k數(shù)字電壓表200mV200V20V2VUi2000VIN+IN圖 2-1分壓電路原理 圖 2-2多量程分壓器原理多量程分壓器原理電路見圖2-2，5檔量程的分壓比分別為1、0.1、0.01、0.001和0.0001，對應的量程分別為200mV、2V、20V、200V和2000V。盡管上述最高量程檔的理論量程是2000V，但通常的數(shù)字萬用表出于耐壓和安全考慮，規(guī)定最高電壓量限為

19、1000V。換量程時，多量程轉換開關可以根據(jù)檔位自動調(diào)整小數(shù)點的顯示，可以方便地直讀出測量結果。2.3 直流電流測量電路測量電流的原理是：根據(jù)歐姆定律，用合適的取樣電阻把待測電流轉換為相應的電壓，再進行測量。如圖2-3，由于r>>R，取樣電阻R上的電壓降為Ui=RIi ，即被測電流Ii=Ui/R,若數(shù)字表頭的電壓量程為U0，欲使電流檔量程為I0，則該檔的取樣電阻為R=U0/I0 。如U0=200mV，則I0=200mA檔的分流電阻為R=1。數(shù)字電壓表IN+INR UiIi1k101100數(shù)字電壓表2A2mA20mA200mAUi200AIN+IN0.1Ii圖2-3電流測量原理 圖2

20、-4多量程分流器電路多量程分流器原理電路見圖2-4。圖2-4中的分流器在實際使用中有一個缺點，就是當換檔開關接觸不良時，被測電路的電壓可能使數(shù)字表頭過載，所以，實際數(shù)字萬用表的直流電流檔電路為圖2-5所示。數(shù) 字電壓表0.10.9990900R5R4R3R2R1IN+IN2A200mA20mA2mA200AD1D2FUSE FUSEFUSEIiUi圖2-5實用分流器電路圖2-5中各檔分流電阻的阻值是這樣計算的：先計算最大電流檔的分流電阻R5， （2-3）再計算下一檔的， （2-4） 依次可計算出R3、R2和R1 分別為9、90、900。圖中的FUSE是2A保險絲管，電流過大時會快速熔斷，起過流

21、保護作用。兩只反向連接且與分流電阻并聯(lián)的二極管D1、D2為塑封硅整流二極管，它們起雙向限幅過壓保護作用。正常測量時，輸入電壓小于硅二極管的正向導通壓降，二極管截止，對測量毫無影響。一旦輸入電壓大于0.7V，二極管立即導通，兩端電壓被限制住，保護儀表不被損壞。用2A檔測量時，若發(fā)現(xiàn)電流大于1A時，應不使測量時間超過20秒，以避免大電流引起的較高溫升影響測量精度甚至損壞儀表。2.4 交流電壓、電流測量電路數(shù)字萬用表中交流電壓、電流測量電路是在直流電壓、電流測量電路的基礎上，在分壓器或分流器之后加入了一級交流-直流變換器，圖2-6為其原理簡圖。A交流電壓輸入直流電壓輸出圖2-6 AC-DC變換器原理

22、交流電壓校準該AC-DC變換器主要由集成運算放大器、整流二極管、RC濾波器等組成，還包含一個能調(diào)整輸出電壓高低的電位器，用來對交流電壓檔進行校準之用。調(diào)整該電位器可使數(shù)字表頭的顯示值等于被測交流電壓的有效值。同直流電壓檔類似，出于對耐壓、安全方面的考慮，交流電壓最高檔的量限通常限定為750V。數(shù)字萬用表交流電壓、電流檔適用的頻率范圍通常為40400Hz，有些型號的交流檔測量頻率可達1000Hz。2.5 電阻測量電路RxIN+ZDA/D轉換及數(shù)字表頭R0IN-VREF+VREFUREFUIN圖2-7電阻測量數(shù)字萬用表中的電阻檔采用的是比例測量法，其原理電路見圖2-7。穩(wěn)壓管ZD提供測量基準電壓，

23、流過標準電阻R0和被測電阻Rx的電流基本相等。所以A/D轉換器的參考電壓UREF和輸入電壓UIN有如下關系： (2-5)即 (2-6)根據(jù)所用A/D轉換器的特性可知，數(shù)字表顯示的是UIN與UREF的比值，當UINUREF時顯示“1000”，UIN0.5UREF時顯示“500”，以此類推。所以，當RxR0時，表頭將顯示“1000”，當Rx0.5R0時顯示“500”，這稱為比例讀數(shù)特性。因此，我們只要選取不同的標準電阻并適當?shù)貙π?shù)點進行定位，就能得到不同的電阻測量檔。如對200檔，取R01=100，小數(shù)點定在千位上。當Rx變化時，顯示值相應變化，可以從0.001k測到1.999k。數(shù)字萬用表多量

24、程電阻檔電路見圖2-8。圖2-8 電阻測量由上分析可知，R1R01=100 R2R02R011000100900R3R03R0210k1k9k圖2-8中由正溫度系數(shù)熱敏電阻Rt與晶體管T組成了過壓保護電路，以防誤用電阻檔去測高電壓時損壞集成電路。當誤測高電壓時，晶體管T發(fā)射極將擊穿從而限制了輸入電壓的升高。同時Rt隨著電流的增加而發(fā)熱，其阻值迅速增大，從而限制了電流的增加，使T的擊穿電流不超過允許范圍。即T只是處于軟擊穿狀態(tài)，不會損壞，一旦解除誤操作，Rt和T都能恢復正常。3. DT830B型數(shù)字萬用表的設計3.1 DT830B型數(shù)字萬用表的特點主電路采用典型數(shù)字表集成電路ICL7106，性能

25、穩(wěn)定可靠技術成熟。且具有精度高、輸入電阻大、讀數(shù)直觀、功能齊全、體積小巧等優(yōu)點。采用單板結構，集成電路ICL7106采用COB封裝。結構合理,只要有一般電子裝配技術即可成功組裝。3.2 DT830B型數(shù)字萬用表的設計與制作3.2.1數(shù)字萬用表總體框圖數(shù)字萬用表是在直流數(shù)字電壓表的基礎上配上各種變換器所構成的。數(shù)字萬用表原理框圖如圖3-1所示，它由量程選擇電路、各種變換器(R-V轉換、I-V轉換、V-V轉換）及直流數(shù)字電壓表所包含的各個環(huán)節(jié)（A/D轉換、顯示邏輯、顯示電路）組成。圖3-1 數(shù)字萬用表原理框圖直流數(shù)字電壓表的簡單原理如圖3-2所示，其核心是A/D轉換器，在測量儀器儀表中一般采用雙積

26、分型A/D轉換器，DT-830型數(shù)字萬用表是通過大規(guī)模集成電路7106來完成的。數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)一般為4-8位，若最高位不能顯示09所有數(shù)字，即稱作“半位”，寫成位，如常見袖珍式萬用表共有4個顯示單元，習慣上叫三位半。也有少數(shù)數(shù)字萬用表，沒有半位，全是整位。A/D轉換器譯碼顯示器計數(shù)器控制器模擬量數(shù)字量圖3-2直流數(shù)字電壓表的構成3.2.2 數(shù)字萬用表的電路原理圖如圖3-3所示。圖3-3 DT830B數(shù)字萬用表的電路原理圖3.2.3 雙積分A/D轉換器集成電路ICL7106及附屬電路如圖3-4所示。圖3-4 ICL7106及附屬電路芯片ICL7106每個轉換周期規(guī)定由4000個計數(shù)脈沖周期

27、組成，這4000個計數(shù)脈沖的分配如下：1000個計數(shù)脈沖周期用于輸入信號；0-2000個計數(shù)脈沖周期用于基準電壓積分；1000到的，自動校零的時間也是可變的，須等上一次反向積分結束后才能開始。R31、C10組成輸入端阻容濾波電路，以提高儀表抗干擾能力。R28、C1與7106內(nèi)部的兩個反相器共同作用，產(chǎn)生約40kHz的時鐘脈沖信號，該信號經(jīng)四分頻后，形成10kHz的計數(shù)脈沖，再經(jīng)過200分頻得到5OHz的方波，并從背電極BP作為液晶顯示器的公共電極電壓，時鐘振蕩頻率可按f01/2.2R28C計算。儀表的測量速率可按MR=f0/16000計算，可算得f40kHz，MR=2.5次/s。C9為基準電容

28、。C11為自動調(diào)零電容。R32、C12分別為積分電阻和積分電容。ICL7106的模擬公共端與面板上的表筆插孔COM連通，V與COM之間有2.72.9V的穩(wěn)壓輸出?；鶞孰妷河蒖18、R19、RP3、R20和R48組成的分壓器供給。調(diào)整RP3可使VREF=100.0mV設7106內(nèi)部的基準電壓EO=2.8V，則當RP3的滑動觸頭調(diào)到最下端時，有：3000個計數(shù)脈沖周期用于自動校零。采樣時間T1是固定不變的，但比較時間即反向積分時間T2是隨輸入電壓Vi的大小而改變。 （3-1）當RP3的滑動觸頭調(diào)到最上端時， （3-2）所以，RP3的電壓調(diào)整范圍是95.1107.3mV，從中可調(diào)出VREF=100.

29、0mV。R29、R30、C8組成基準電壓輸入端的高頻濾波器。3.2.4 測量電路（1）直流電壓測量電路如圖3-5所示。圖3-5 直流電壓測量電路采用電阻分壓器把基本量程為200mV的表擴展成五量程的直流數(shù)字電壓表。圖中帶斜線的方框表示導電橡膠條，用來連通7106與LCD的對應管腳。RP2是分壓電阻，通過調(diào)整RP2使R7+RP2=9M。R6是限流保護電阻，C17是消除高頻噪聲干擾的電容。（2）直流電流測量電路如圖3-6所示。圖3-6 直流電流測量電路R2R5、RCU組成了I-V轉換器。被測輸入電流流過分流電阻時產(chǎn)生壓降，作為基本表的輸入電壓，這就實現(xiàn)了I-V轉換，通過數(shù)字電壓表顯示出被測電流大小

30、。10A檔分流器RCU是用黃銅絲制成，以便能通過較大的電流。R5是線繞電阻，僅在測大電流時需使用“10A”插孔，并將S1撥至“20mA/10A”位置，使小數(shù)點定在“百位上”。FU是快速熔絲管，串在輸入端，作過流保護，硅二極管D1、D2接成雙向限幅電路，作為過壓保護元件。（3）交流電壓測量電路如圖3-7所示。電路主要包括兩部分：電阻分壓器、AC/DC轉換器。為降低成本，與DCV檔共用一套分壓電阻。AC/DC轉換器具有平均值響應，利用雙運放TL062其中的一組運放和二極管D7、D8構成線性半波整流器。C1是輸入耦合電容，D5、D6、D11、D12作運放輸入端過壓保護，C5和C2為隔直電容。R23是

31、運放的負反饋電阻，用以穩(wěn)定工作點。C4為頻率補償電容。D8是半波整流二極管，D7為保護二極管，給反向電流提供通路。其工作原理是：在輸入信號的正半周時，D8導通，D7截止，IC2a輸出電流流向為IC2aC5D8R25R27RP4COM（模擬地）；負半周時流向為COMRP4RP27R24D7C5IC2a 。從原理上講，這屬于半波整流電路。由R25、R27、RP4構成分壓電路，調(diào)整RP4可改變輸出電壓，供校準交流電壓檔用。R26和C6為平滑濾波器，獲得平均值電壓V0 。該電路有三個特點：第一，當輸入交流電壓為零時，V0也等于零；第二，IC接成同相放大器使用，以提高其輸入阻抗；第三，由于IC2a的放大

32、作用，即使輸入信號較弱，也能保證D8在較強信號下工作，從而避免了二極管在小信號檢波時引時的非線性失真。圖3-7 交流電壓測量電路（4）交流電流測量電路 將圖3-6中的分壓器改成圖3-5中的分流器，則構成五量程的交流數(shù)字電流表。（5）電阻測量電路 利用選擇開關改變標準電阻R0的采用比例法測電阻，其優(yōu)點是即使基準電壓存在一定偏差或在測量過程中略有波動，也不會增加誤差，因此可降低對基準電壓的要求。原理圖見圖3-8a所示，電阻測量的實際電路如圖3-8b所示。利用選擇開關改變標準電阻R0的數(shù)值，即可構成多量程數(shù)字歐姆表。測電阻時，原來的基準電壓分壓電路全部斷開，改由R13、D3和D4組成分壓器，并以標準

33、電阻（即R7、RP2、R8R12）上的壓降作為基準電壓，以被測電阻RX上的壓降為輸入電壓Vi。R13是二極管D3、D4的限流電阻。在2k、20k、200k、2M和20M這五個電阻檔，D4被短路，加在VREF端和COM端之間提供測試電流的電壓即為D3的導通壓降，約為0.60.7V。在200檔，VREF端和COM端之間的電壓為D3、D4串聯(lián)的正向壓降，約為1.21.4V。圖3-8 電阻測量電路電阻檔的過壓保護電路由正溫度系數(shù)的熱敏電阻Rt、R16、晶體管BG1、BG2組成。將BG1、BG2的集成電結分別短接后，利用其發(fā)射結作齊納穩(wěn)壓二極管用，這兩個用BG1、BG2代替的二極管反極性串聯(lián)起來。一旦出

34、現(xiàn)過壓輸入，如誤用電阻檔去測交流電壓則電流途徑R16、Rt，使BG1、BG2擊穿，起到限幅保護作用，保護VREF端的內(nèi)部電路不致?lián)p壞。與此同時，Rt也迅速發(fā)熱，阻值急劇增大，從而限制通過BG1、BG2的電流，對BG1、BG2起保護作用。IN端（31腳）的限流保護電阻是R14+R31。在VREF端與IN端串入Rt和R16之后，對測量并無影響。這是因為電壓比VRX/VREF僅取決于電阻比RX/R0，而與測試電流大小無關。4. DT830B型數(shù)字萬用表的安裝與調(diào)試4.1 印制電路板元器件的安裝與焊接1.插裝并焊接電阻器R9、R18、R8、R21,立式安裝電阻器時，要求電阻本體緊靠印制板，引線上彎半徑

35、R為1，表示第一位有效數(shù)字的色環(huán)朝上，如圖4-1；臥式安裝時，表示第一位有效數(shù)字的色環(huán)朝左以印制板圖上的字作為參考方向。圖4-1 電阻立式安裝示意圖 圖4-2 表筆插座安裝示意圖2.COM、10A、V/mA 表筆插座的安裝如圖4-2,在元件面，將插座焊接在印制板上，在需焊接的地方涂少許松香，插座應與印制板先垂直，否則將難以準確，將插座裝入外殼相應的插座孔中。3.安裝電容器C2、C3、C4、C1、C5，電容安裝時應使其數(shù)值易于觀。4.電位器VR1的安裝。5.安電阻器R13、R15、R26、R14、R25、R19、R20、R12、R11、R17、R10、R16、R6、R5、R7、R4、R3、R2、

36、R1 。6.插接二極管D1三極管Q1、Q2。7.分流電阻R0（銅線）的安裝。8.hFE插座安裝。在元件面焊接，標志凸筋對準儀器外殼相應部位的凹槽。9.安裝保險管卡，保險管止銷朝外。10.安裝彈簧、電池極扣引線。4.2 液晶顯示器件的安裝1.將框架放正，液晶片數(shù)字顯示面朝下標志凸起朝右放在框內(nèi)。2.將兩斑馬膠條直立放入框架內(nèi)，下邊與液晶片相接觸。3.將印制板焊接面上方與液晶片相對應的引出電極用酒精擦拭涼干后反扣。將框架安裝在印制板上，并注意斑馬膠條的位置是否正確，在上邊用酒精擦拭時可順便將開關部分引出電極擦拭干凈，準備下一步開關安裝。4.3 開關及印制板的安裝1.將開關平放，將接觸片安裝在開關相

37、應的筋條上。2.將開關反放，接觸片一面朝上，將兩彈簧涂上少許凡士林油分別放入兩圓孔中；再將兩滾珠涂上少許凡士林油分別放在兩彈簧上。3.將開關托起，即開關的標志小圓孔與OFF位置相對應地放入外殼的開關孔中。4.將外殼正面朝下拿在手中，將印制板放入外殼中，用兩個短螺釘將印制板與外殼固定，擰緊螺釘并壓住開關。4.4 焊接安裝完成的后的實物圖DT830B型數(shù)字萬用表實物圖如圖4-3所示。圖4-3 DT830B型數(shù)字萬用表實物圖4.5 DT-830B數(shù)字萬用表的調(diào)試1.零點校準把兩支表筆短接，將量程轉換開關依次撥至直流200mV、2V、20V、200V。2.直流電壓檔的調(diào)試量程開關置直流電壓檔，把兩表筆

38、短路后，在7106的VREF-與VREF+兩端并聯(lián)一塊準確度優(yōu)于±0.05%的四位數(shù)字電壓表，測基準電壓，調(diào)整多圈電位器RP3，使VREF=+100.0mV。量程開關置200mV檔，把直流標準電壓發(fā)生器產(chǎn)生的100mV加到數(shù)字萬用表輸入端，應顯示100.0mV，若顯示值誤差在±5個字以內(nèi)，可微調(diào)RP3，若顯示誤差較大，需首先檢查儀表內(nèi)部電池電壓是否過低。再交換兩表筆位置重測一次，應顯示-100.0mv，則證明極性顯示正常。然后，利用電阻分壓器依次產(chǎn)生以下標準電壓：0.1、0.2、1mV，1，210mV，10、20100mV，199.9mV，分別作為輸入電壓，檢查儀表線性度，

39、若有不符應考慮積分電容質量是否符合要求，必要時更換之。將1.000V標準電壓加到2V檔的輸入端，調(diào)RP2使顯示值在允許范圍內(nèi)，然后再將10.00V、100.0V、1000V標準電壓分別加到20V、200V、1000V檔的輸入端，看顯示是否符合規(guī)定，若超差，需檢查分壓電阻R7R12阻值是否改變，精度是否符合要求。3.交流電壓檔的調(diào)試 將量程開關撥至交流200mV檔，將50Hz、100.0mV的標準交流電壓加到儀表的輸入端，應顯示100.0mV。若誤差較大，可微調(diào)RP4，如果誤差仍較大，應檢查運算放大器TL062的失調(diào)電壓是否增大，必要時更換該器件。然后再將量程開關依次撥至2V、20V、200V、

40、750V各交流電壓檔，將有效值為1.00V、10.00V、100.0V、250.0V的交流電壓分別加到各檔，檢查顯示值是否在規(guī)定允許范圍內(nèi)。4.電阻檔的調(diào)試 將量程開關撥至200檔，儀表輸入端接100標準電阻，應顯示100.0，如果誤差較大，應檢查電池電壓是否偏低，量程開關接觸電阻是否過大。再將量程開關依次撥至2k、20k、200k、2M、20M檔，輸入端分別接入1k、10k、100k、1M、10M標準電阻，儀表應分別顯示1.000k、10.00k、100.0k、1.000M和10.00M。誤差不得超過規(guī)定指標范圍。若誤差較大，需重點檢查各檔標準電阻R7R12。5.直流電流檔的調(diào)試 當直流電壓檔工作正常，一般就不必再檢查直流電流檔，若直流電流檔誤差較大，應著重檢查分流器的分流電阻值是否改變。必要時可用精密電橋測量分流電阻R2R5、RCU的阻值是否改變。6.交流電流檔的調(diào)試 若直流電流和交流電壓檔均已調(diào)試好，一般不需再檢查交流電流檔。7.三極管hFE檔的調(diào)試 把已經(jīng)知道Ib=10uA時的hFE大小的三極管插入測試插孔中，調(diào)RP1使顯示值和已知值相符。4.6 DT830B數(shù)字萬用表的測試1.電阻的測量取一塊UT58B型標準數(shù)字萬用表連續(xù)測試五個電阻，與自制的DT