數(shù)字萬用表電路圖大全（模數(shù)轉(zhuǎn)換電路/顯示驅(qū)動電路）

數(shù)字萬用表電路圖（一）

數(shù)字萬用表是在一個只有基本量程的直流數(shù)字電壓表的基礎上擴展而成的，這個電壓表相當于數(shù)字萬用表的“表頭”。其原理見圖1。在圖1中，除顯示器外，其余功能可全都集成在一個芯片上，具有這些功能的芯片叫A/D轉(zhuǎn)換器，較常見的有ICL7106、ICL7107等多種型號，它們部屬于雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器。雙積分A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部電路雖然很復雜，但根據(jù)圖1的電路可以說明其原理。它在一個測量周期內(nèi)的工作過程如下：

測試開始，計數(shù)器清零，積分電容c放電，然后控制邏輯使K2、K3斷開，K1接通，積分器對被測電壓Vx進行正向積分，正向積分也叫采樣，采樣期間積分輸出V01線性增加，經(jīng)過零比較器得到過零方波，通過控制邏輯打開門G，計數(shù)器開始對時鐘脈沖計數(shù)，當計數(shù)到最高位為1時，溢出脈沖通過控制邏輯使K1、K3斷開，K2接通，采樣結束，計數(shù)器復零。設采樣過程時間為T1，則積分輸出V01=VxT1/RC……（1），K2接通基準電壓VR后，積分器開始第二次積分（反向積分），V01開始線性下降，計數(shù)器也重新計數(shù)。當V01降至零時，比較器輸出的負方波結束，控制邏輯使K2斷開，K3接通，積分停止。同時關閉門G，計數(shù)停止，一個測量周期結束。設反向積分過程時間為T2，則積分輸出為V01-VrT2/RC=0……（2）。由式（1）、（2），可得Vx=VrT2/T1……（3）。轉(zhuǎn)換波形見圖2。

設時鐘脈沖周期為T0，則T1=N1T0，T2=N2T0，N1、N2分別是正、反向積分期間計數(shù)的時鐘脈沖個數(shù)，所以VX=VRN2/N1…（4）。對干31/2位A/D轉(zhuǎn)換器，采樣期間計數(shù)到1000個脈沖時計數(shù)器有溢出，故N1=1000是個定值，如再規(guī)定VR=100.0mV，則有VX=0.1N2……（5）。（5）式說明，適當選擇N1及VR的值，可使VX與N2的有效數(shù)字相同，只是小數(shù)點位置不同。如將小數(shù)點定在顯示值N2的十位，便可直接讀數(shù)。例如，被測VX=123.4mV，則在反向積分期間計數(shù)到N2=1234個脈沖時，一個測量周期結束，顯示器理應顯示1234，但電路上同時使個位數(shù)字前出現(xiàn)一個小數(shù)點，故實際顯示123.4。

計數(shù)器中暫存的N2值是二進制數(shù)，經(jīng)過譯碼器譯碼后可使數(shù)字顯示器顯示十進制數(shù)。

由上面（4）式可見，VX的允許范圍與VR的大小有關。對于31/2位A/D轉(zhuǎn)換器，如VR=100.00mV，則最大顯示為199.9mV;如VR=1.0V，則最大可顯示1.999V。事實上VR不宜過大，否則會損壞A/D轉(zhuǎn)換器。如取VR=100.0mV，這時31/2位A/D轉(zhuǎn)換器便可構成基本量程為0.2v的直流數(shù)字電壓表。

許多普及型數(shù)字萬用表就是用這種基本量程為0.2v的直流數(shù)字電壓表作表頭擴展而成的。要測較高的直流電壓，可采用分壓器將被測電壓降到0.2v以下。要測交流電壓、交、直流電流及電阻，可以采用相應的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成直流電壓。如被測電量數(shù)值較大，可以先分壓（或分流）而后再轉(zhuǎn)換，使轉(zhuǎn)換后的直流電壓在0.2V以下即可。數(shù)字萬用表的原理框圖如圖3所示。

從雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的工作過程還可看出數(shù)字萬用表的特點：首先，從上面（4）式可知，被測電壓只與基準電壓及計數(shù)器的計數(shù)值有關，而這兩者的準確度都可以做得較高，所以數(shù)字萬用表測試準確度較高。其次，疊加在VX上的短暫干擾在積分過程中會被積分掉。如T1取值為工頻信號周期（20ms的整數(shù)倍），則疊加在VX上的工頻干擾也會被積分掉，所以它的抗串模干擾能力強。第三，分辨力高，31/2位數(shù)字萬用表的最高分辨力為0.1mV。但它也有缺點，從雙積分A/D轉(zhuǎn)換器工作過程可知，如果VX是變化的量，則正、反向積分、計數(shù)器計數(shù)都不能正常進行，顯示就會紊亂，所以數(shù)字萬用表不能測連續(xù)蠻化的電量。

數(shù)字萬用表電路圖（二）

萬用表是用來測量交直流電壓、電阻、直流電流等的儀表。是電工和無線電制作的必備工具。初看起來萬用表很復雜，實際上它是由電流表（俗稱表頭）、刻度盤、探針、量測電阻的原理與測直流電壓相仿，只是測試時還須加一組電池。選擇開關指向電阻范圍時，刻度盤上找第一行電阻專用刻度讀數(shù)即可。

數(shù)字萬用表電路圖（三）

數(shù)字的測量將一些測量信號轉(zhuǎn)換成直流電壓信號，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過計數(shù)器計數(shù)，最后將測量結果用數(shù)字直接顯示。它不但能測量直流電壓、交流電壓、直流電流，交流電流和電阻，也能測量信號的頻率、的容量、的放大倍數(shù)等參數(shù)，還具有自動校零、自動極性轉(zhuǎn)換、過載指示、保持讀數(shù)、顯示測量單位符號等功能。其中系統(tǒng)框圖。

數(shù)字萬用表系統(tǒng)框圖，如圖所示：

測量電路原理

DT830萬用表采用大規(guī)模集成芯片7106（或者7107）作為電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和顯示驅(qū)動電路。引腳功能如下所述。

（1）直流電壓測量電路

直流電壓檔電路原理圖，如圖所示：

（2）交流電壓測量電路

交流電壓檔電路原理圖，如圖所示：

（3）直流電流測量電路

直流電流檔電路原理圖，如圖所示：

圖5直流電流檔電路原理圖

（4）電阻測量電路

電阻檔電路原理圖，如圖所示：

數(shù)字萬用表電路圖（四）

圖2為數(shù)字萬用表直流電流測量電路原理圖，圖中VD1、VD2為保護二極管，當基本表IN＋、IN一兩端電壓大于ZOOmV時，VD1導通，當被測量電位端接入IN一時，VD2導通，從而保護了基本表的正常工作，起到“守門”的作用。

R2～R5、RC．分別為各擋的取樣電阻，它們共同組成了電流－電壓轉(zhuǎn)換器（I／U），即測量時，被測電流△在取樣電阻上產(chǎn)生電壓，該電壓輸人至IN＋、IN—兩端，從而得到了被測電流的量值。若合理地選配各電流量程的取樣電阻，就能使基本表直接顯示被測電流量的大小。

圖2數(shù)字萬用表直流電流測量電路原理圖