電壓表IC：電壓測量工具

發表時間：2021-11-25 08:22:26
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關于電壓表 IC，測量電子電路上兩點之間的電壓可以提供許多優勢。例如，它讓您知道電子設備（如電池）是否按預期運行。此外，電壓表會通知您該電池的電壓差。電壓表通常具有特殊的集成電路芯片，例如 ICL7107，有助于提供準確的測量。基本上，它們與七段 LED 顯示屏一起集成在電路中。

本文介紹了一種可以在任何電子設備上使用的數字面板型電壓表電路。讓我們開始吧！

1.什么是電壓表IC？

電壓表 IC 提供交流或直流電壓測量，并以數字形式顯示值。特別是，許多使用 Intersil 的 ICL7107 3.5 ADC。它顯示的讀數范圍為 0-2000V，精度為 0.1%，運行電流小于 200mA。此外，ICL7107 的電路支持顯示驅動器、時鐘、七段解碼器和參考電壓源。

但是，變化的條件可能會影響性能，包括電源電壓變化、溫度、輸入阻抗等。

2、數字電壓表的工作原理

輸入電壓范圍

您應該注意，數字電壓表 (DVM) 的輸入范圍為 ±1 V 至 1000 V。同時，精密 DVM 提供 1 GΩ 輸入電阻，范圍為 0-20V。

設計及工作原理

數字電壓表的衰減器具有串聯電阻，可降低輸入信號。因此，A 點電壓電平與輸入電壓 V in匹配。根據分壓規則，您可以看到 B 點 (R2) 包含的電壓低于 A 點 (R1)。同時，C 點 (R3) 的電壓將保持低于 A 和 B。

總體而言，衰減器可減少任何過電壓，以防止其損壞其他集成組件。毫無疑問，它作為預定義的電阻網絡運行，通過衰減保護電子電路。通常，這被定義為十進制衰減，它提供數字電壓表的十進制計數。因此，執行衰減將導致十的冪。

此外，ADC 的輸入將提供 Vin/N 作為輸入電壓：

: N = 1, 10, 100, 1000

此外，電路的 ADC 提供模數轉換功能，產生數字輸出。在這種情況下，數字信號具有兩個電平：0 和 1。此過程產生一系列數字脈沖，因此，一個脈沖等于 1mV。

之后，十進制計數器單元接收數字脈沖。事實上，它包含在級聯配置中設置的三個十年計數器。每個提供 10 個計數，從 0 到 9。特別是，所有三個計數都為 1000。

然后，DC 7447 執行轉換過程以在七段顯示器上顯示 BD 值。最后，小數點選擇器根據電壓大小參考小數點的位置。

3.電壓表 IC——數字電壓表類型

斜坡式 DVM

斜坡型 DVM 測量輸入電壓降至 0V 所需的時間。它還將測量斜坡電壓電平從 0V 增加到輸入電壓所需的時間。

雙斜率積分型DVM

雙斜率積分型 DVM 在開關 S 在特定時間間隔內向積分器施加模擬輸入時運行。然后，比較器的輸入電壓電平增加到適用的正值。當這個固定時間間隔結束時，電壓增加率與輸入電壓匹配。

當開關轉換到參考電壓時，計數配置為零。此時，積分器的輸出會下降，直到達到小于比較器內部參考電壓的值。之后，一個信號觸發計數完成。

集成式DVM

集成型 DVM 具有電壓到頻率轉換技術。基本上，它會產生與輸入電壓幅度相等的脈沖。總的來說，這會產生一系列脈沖，其頻率取決于測得的電壓。

逐次逼近 DVM

顧名思義，逐次逼近 DVM 具有逐次逼近轉換器。在這種情況下，它每秒執行 1000 次讀數。首先，它向啟動/停止多諧振蕩器分配一個啟動脈沖。然后，一個 8 位控制寄存器將顯示 10000000。因此，DAC 的輸出將被配置為參考電壓的一半。

總體而言，測量周期會繼續并在達到最終計數時停止。

4. 如何使用ICL7107制作數字電壓表？

我們包含了一個帶有 ICL7107 的數字電壓表的 DIY 項目。繼續閱讀以下內容以了解更多信息！

電路圖：

簡單的數字電壓表電路可測量 0-200V 范圍內的直流電壓。

所需組件：

PCB – 1x
七段 LED 顯示– 4x
555 I2C 定時器– 1x
LM7805 – 1x
ICL7107 – 1x
9V/12V 電源 – 1x
47k 電阻器 – 1x
1k 電阻 – 5x
22k 電阻器 – 1x
10k 電阻 – 1x
120k 電阻 – 1x
5k 電位器 – 1x
100nF 電容器 – 3x
10uF 電容器 – 2x
100pF 電容器 – 1x
220nF 電容器 – 1x
47nF 電容器 – 1x
LED – 1x
1N4148 二極管 – 2x
探頭 – 1x

腳步：

按照以下步驟重現電路。

PCB 訂購和制造：

此步驟通常涉及在線訂購您的印刷電路板，OurPCB 為此提供電路板制造服務。

電路校準：

您需要為電路通電并短路所有輸入端子。然后，微調 R6 電阻，直到顯示屏顯示 0V。

連接組件：

首先，連接ICL7107，IC 555振蕩電路，以及電路圖中所示的所有組件。然后，添加四個七段 LED 顯示屏并如圖所示連接它們。接下來，將 LM7805 集成到電路中。您還需要將 GND 引腳接地。然后，將 IN 引腳連接到 VCC，將 OUT 引腳連接到 R10 1k 電阻器。然后，將該電阻連接到接地的 LED。此外，將 C8 10uF 電容器的正極連接到 OUT 引腳，負極接地。