關(guan)於電壓表(biao) IC，測量(liang)電子電路(lu)上(shang)兩(liang)點之(zhi)間的電壓可以(yi)提供許多(duo)優勢(shi)。例如，它讓(rang)您知道電子設(she)備(bei)（如電池）是(shi)否按預(yu)期(qi)運行(xing)。此(ci)外，電壓表(biao)會(hui)通知您該(gai)電池的(de)電壓差(cha)。電壓表(biao)通常(chang)具(ju)有(you)特(te)殊(shu)的(de)集(ji)成(cheng)電路(lu)芯(xin)片(pian)，例(li)如 ICL7107，有助(zhu)於(yu)提供準(zhun)確的(de)測(ce)量(liang)。基(ji)本(ben)上(shang)，它們(men)與(yu)七段(duan) LED 顯示屏壹起(qi)集(ji)成(cheng)在(zai)電路(lu)中(zhong)。

本(ben)文(wen)介紹了壹種可以(yi)在(zai)任何電子設(she)備(bei)上(shang)使(shi)用(yong)的(de)數(shu)字面板型(xing)電壓表(biao)電路(lu)。讓(rang)我們(men)開(kai)始吧！

1.什(shen)麽(me)是(shi)電壓表(biao)IC？ 

電壓表(biao) IC 提供交(jiao)流(liu)或(huo)直流(liu)電壓測(ce)量(liang)，並(bing)以(yi)數(shu)字形式顯示值。特(te)別是(shi)，許多(duo)使(shi)用(yong) Intersil 的(de) ICL7107 3.5 ADC。它顯示的讀數(shu)範(fan)圍為(wei) 0-2000V，精度為(wei) 0.1%，運行(xing)電流(liu)小(xiao)於 200mA。此(ci)外，ICL7107 的(de)電路(lu)支持顯示驅動器(qi)、時鐘、七段(duan)解(jie)碼器(qi)和參(can)考(kao)電壓源(yuan)。

但是(shi)，變(bian)化(hua)的(de)條(tiao)件可能會(hui)影(ying)響(xiang)性能，包(bao)括電源(yuan)電壓變(bian)化(hua)、溫(wen)度(du)、輸(shu)入阻(zu)抗(kang)等。

2、數(shu)字電壓表(biao)的工作原理 

輸(shu)入電壓範(fan)圍

您應(ying)該(gai)註(zhu)意(yi)，數(shu)字電壓表(biao) (DVM) 的輸(shu)入範(fan)圍為(wei) ±1 V 至 1000 V。同(tong)時，精密(mi) DVM 提供 1 GΩ 輸(shu)入電阻(zu)，範(fan)圍為(wei) 0-20V。 

設計及工作原理

數(shu)字電壓表(biao)的衰減(jian)器(qi)具有(you)串(chuan)聯電阻(zu)，可降(jiang)低(di)輸(shu)入信(xin)號(hao)。因(yin)此(ci)，A 點電壓電平(ping)與輸(shu)入電壓 V in匹(pi)配(pei)。根(gen)據分(fen)壓規(gui)則，您可以(yi)看到(dao) B 點 (R2) 包(bao)含的(de)電壓低(di)於(yu) A 點(dian) (R1)。同(tong)時，C 點 (R3) 的電壓將(jiang)保持低(di)於(yu) A 和(he) B。

總(zong)體(ti)而(er)言，衰減(jian)器(qi)可減(jian)少(shao)任何過電壓，以(yi)防(fang)止其(qi)損(sun)壞其他集(ji)成(cheng)組件。毫無疑(yi)問(wen)，它作為(wei)預定義(yi)的(de)電阻(zu)網絡(luo)運行(xing)，通過(guo)衰減(jian)保護電子電路(lu)。通常(chang)，這(zhe)被(bei)定義(yi)為(wei)十(shi)進(jin)制衰減(jian)，它提供數(shu)字電壓表(biao)的十(shi)進(jin)制計(ji)數(shu)。因(yin)此(ci)，執行(xing)衰減(jian)將導(dao)致十(shi)的冪(mi)。

此(ci)外，ADC 的(de)輸(shu)入將(jiang)提供 Vin/N 作為(wei)輸(shu)入電壓：

: N = 1, 10, 100, 1000

此(ci)外，電路(lu)的(de) ADC 提供模數(shu)轉換(huan)功(gong)能，產生數(shu)字輸(shu)出。在(zai)這(zhe)種情(qing)況下，數(shu)字信號(hao)具(ju)有兩(liang)個(ge)電平(ping)：0 和 1。此(ci)過程(cheng)產生壹系列數(shu)字脈沖(chong)，因(yin)此(ci)，壹個(ge)脈沖(chong)等於(yu) 1mV。

之後，十(shi)進(jin)制計(ji)數(shu)器(qi)單元接收(shou)數(shu)字脈沖(chong)。事實(shi)上(shang)，它包(bao)含在(zai)級聯配(pei)置中(zhong)設(she)置的(de)三(san)個(ge)十(shi)年計數(shu)器(qi)。每個(ge)提供 10 個(ge)計數(shu)，從(cong) 0 到(dao) 9。特(te)別是(shi)，所(suo)有(you)三個(ge)計數(shu)都為(wei) 1000。  

然(ran)後(hou)，DC 7447 執行(xing)轉(zhuan)換(huan)過(guo)程(cheng)以(yi)在(zai)七段(duan)顯示器(qi)上(shang)顯示 BD 值。最(zui)後，小(xiao)數(shu)點選(xuan)擇器(qi)根(gen)據電壓大小參(can)考(kao)小數(shu)點的(de)位置。

3.電壓表(biao) IC——數(shu)字電壓表(biao)類型(xing)

斜(xie)坡式(shi) DVM

斜(xie)坡型(xing) DVM 測(ce)量(liang)輸(shu)入電壓降(jiang)至 0V 所(suo)需(xu)的(de)時間。它還(hai)將(jiang)測量(liang)斜(xie)坡電壓電平(ping)從(cong) 0V 增加到(dao)輸(shu)入電壓所(suo)需(xu)的(de)時間。 

雙斜(xie)率積(ji)分(fen)型(xing)DVM

雙(shuang)斜(xie)率積(ji)分(fen)型(xing) DVM 在(zai)開關(guan) S 在(zai)特(te)定時間間隔(ge)內向(xiang)積(ji)分(fen)器(qi)施(shi)加模擬輸(shu)入時運行(xing)。然(ran)後(hou)，比(bi)較器(qi)的輸(shu)入電壓電平(ping)增加到(dao)適用(yong)的(de)正(zheng)值。當(dang)這(zhe)個(ge)固定時間間隔(ge)結(jie)束時，電壓增(zeng)加率與(yu)輸(shu)入電壓匹(pi)配(pei)。

當(dang)開關(guan)轉換(huan)到(dao)參(can)考(kao)電壓時，計數(shu)配置為(wei)零。此(ci)時，積分(fen)器(qi)的輸(shu)出會(hui)下降(jiang)，直(zhi)到(dao)達(da)到(dao)小於(yu)比(bi)較器(qi)內部參(can)考(kao)電壓的(de)值。之(zhi)後，壹(yi)個(ge)信號(hao)觸發計(ji)數(shu)完(wan)成(cheng)。 

集(ji)成(cheng)式(shi)DVM

集(ji)成(cheng)型(xing) DVM 具(ju)有(you)電壓到(dao)頻(pin)率(lv)轉換(huan)技術(shu)。基(ji)本(ben)上(shang)，它會(hui)產生與輸(shu)入電壓幅(fu)度相等的(de)脈沖(chong)。總的(de)來(lai)說，這(zhe)會(hui)產生壹系列脈沖(chong)，其頻(pin)率(lv)取決於測(ce)得的(de)電壓。

逐(zhu)次(ci)逼(bi)近(jin) DVM

顧名(ming)思義(yi)，逐(zhu)次(ci)逼(bi)近(jin) DVM 具有(you)逐次(ci)逼(bi)近(jin)轉換(huan)器(qi)。在(zai)這(zhe)種情(qing)況下，它每秒(miao)執行(xing) 1000 次(ci)讀數(shu)。首先(xian)，它向(xiang)啟(qi)動(dong)/停(ting)止多(duo)諧(xie)振(zhen)蕩器(qi)分(fen)配(pei)壹(yi)個(ge)啟動(dong)脈沖(chong)。然(ran)後(hou)，壹個(ge) 8 位控制(zhi)寄存(cun)器(qi)將顯示 10000000。因(yin)此(ci)，DAC 的輸(shu)出將(jiang)被(bei)配置為(wei)參(can)考(kao)電壓的(de)壹半。

總(zong)體(ti)而(er)言，測量(liang)周(zhou)期(qi)會(hui)繼(ji)續(xu)並(bing)在(zai)達(da)到(dao)最終計數(shu)時停止。

4. 如何使(shi)用(yong)ICL7107制(zhi)作數(shu)字電壓表(biao)？

我們(men)包(bao)含了(le)壹個(ge)帶(dai)有(you) ICL7107 的數(shu)字電壓表(biao)的 DIY 項(xiang)目(mu)。繼(ji)續(xu)閱(yue)讀以(yi)下內容(rong)以(yi)了解更多(duo)信息！

電路(lu)圖：

簡單的(de)數(shu)字電壓表(biao)電路(lu)可測(ce)量(liang) 0-200V 範(fan)圍內的直流(liu)電壓。

所(suo)需(xu)組件：

• PCB – 1x

• 七段 LED 顯示– 4x

• 555 I2C 定時器(qi)– 1x

• LM7805 – 1x

• ICL7107 – 1x

• 9V/12V 電源(yuan) – 1x

• 47k 電阻(zu)器(qi) – 1x

• 1k 電阻(zu) – 5x

• 22k 電阻(zu)器(qi) – 1x

• 10k 電阻(zu) – 1x

• 120k 電阻(zu) – 1x

• 5k 電位器(qi) – 1x

• 100nF 電容(rong)器(qi) – 3x

• 10uF 電容(rong)器(qi) – 2x

• 100pF 電容(rong)器(qi) – 1x

• 220nF 電容(rong)器(qi) – 1x

• 47nF 電容(rong)器(qi) – 1x

• LED – 1x

• 1N4148 二(er)極(ji)管(guan) – 2x

• 探頭(tou) – 1x

腳(jiao)步：

 按照(zhao)以(yi)下步驟重(zhong)現電路(lu)。

PCB 訂(ding)購和(he)制(zhi)造(zao)：

此(ci)步驟通常(chang)涉及在(zai)線訂(ding)購您的(de)印(yin)刷電路(lu)板，OurPCB 為(wei)此(ci)提供電路(lu)板制(zhi)造(zao)服務(wu)。

電路(lu)校準(zhun)：

您需(xu)要(yao)為(wei)電路(lu)通電並(bing)短(duan)路(lu)所(suo)有(you)輸(shu)入端(duan)子。然(ran)後(hou)，微(wei)調(tiao) R6 電阻(zu)，直到(dao)顯示屏顯示 0V。

連(lian)接組件：

首先，連(lian)接ICL7107，IC 555振(zhen)蕩(dang)電路(lu)，以(yi)及電路(lu)圖中(zhong)所(suo)示(shi)的所(suo)有(you)組件。然(ran)後(hou)，添加四個(ge)七段(duan) LED 顯示屏並(bing)如圖所(suo)示(shi)連(lian)接它們(men)。接下來(lai)，將 LM7805 集(ji)成(cheng)到(dao)電路(lu)中(zhong)。您還(hai)需(xu)要(yao)將(jiang) GND 引(yin)腳(jiao)接地。然(ran)後(hou)，將 IN 引腳(jiao)連(lian)接到(dao) VCC，將 OUT 引(yin)腳(jiao)連(lian)接到(dao) R10 1k 電阻(zu)器(qi)。然(ran)後(hou)，將該電阻(zu)連(lian)接到(dao)接地的 LED。此(ci)外，將(jiang) C8 10uF 電容(rong)器(qi)的正(zheng)極(ji)連(lian)接到(dao) OUT 引腳(jiao)，負(fu)極(ji)接地。

概括

總(zong)而(er)言之，數(shu)字電壓表(biao)電路(lu)有(you)助(zhu)於(yu)確保您的(de)設(she)備(bei)正(zheng)常(chang)工作。它通過(guo)測(ce)量(liang)兩(liang)個(ge)電壓點(dian)並(bing)產生壹個(ge)數(shu)字來(lai)實(shi)現這(zhe)壹(yi)點(dian)。當(dang)然(ran)，該(gai)數(shu)字必須經(jing)過轉(zhuan)換(huan)過(guo)程(cheng)才(cai)能顯示在(zai)七段(duan) LED 顯示屏上(shang)。之(zhi)後(hou)，數(shu)字將以(yi)數(shu)字形式出(chu)現，代(dai)表輸(shu)入電壓。總(zong)的來(lai)說，數(shu)字電壓表(biao)已被(bei)證明(ming)對專業人士(shi)和(he)任何創建項(xiang)目(mu)的人都有(you)幫助(zhu)。

您對電壓表(biao) IC 有任何疑(yi)問(wen)嗎(ma)？請隨(sui)時與我們(men)聯系(xi)！