數字萬用表工作原理

2021-02-13 EDN電子技術設計

數字萬用表是高精度儀器。數字萬用表的雙積分ADC是讓萬用表達到高精度的關鍵器件。

圖1是雙積分ADC的工作原理。

圖1 雙積分ADC的工作原理

雙積分ADC包括2個部分：第一部分是充電和積分電路（圖1的上升部分）；第二部分是放電部分（圖1的下降部分）。

在上升部分，未知信號按固定時間（t1)給積分器充電（積分時間通常是市電周期的整數倍數，以抑制市電幹擾）。在下降部分，積分器按參考電壓進行固定速率的放電，t2是放電時間，由計數器計數，以測量未知的輸入電壓。

圖2是最經典的數字萬用表34401A的結構框圖。

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圖2 業界經典的數字萬用表34401A的結構框圖

34401A數字萬用表包括幾個部分：

1）前面板輸入和後面板輸入選擇部分；

2）測試功能切換部分；

3）直流放大和電阻測試中的電流產生電路；

4）AC測量中的AC到DC轉換電路；

5）雙積分ADC部分；

6）邏輯控制和處理部分；

7）編程接口部分；

8）供電部分；

9）前面板部分。

直流電壓DC、交流電壓AC、電流I、4線電阻的測量內部原理如下：

圖4 AC測量內部原理

圖3 DC測量內部原理

圖5 電流I（ACI,DCI）測量內部原理

圖6 4線電阻測量內部原理


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