专利名称：一种交流电子毫伏表的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子仪器技术领域，具体的涉及一种交流电子毫伏表。
背景技术：
在工业生产过程中经常会遇到遇到检测毫伏甚至更小的电压信号，虽然现在数字 多用表一般都有毫伏档，但量程多为200mV，且精度较低，很难满足大于IOOmV测量要求。
发明内容本实用新型的目的是为了解决上述技术问题的不足，提供一种结构简单、多量程 的一种交流电子毫伏表。本实用新型为了实现上述目的，所采用的技术方案是提供一种交流电子毫伏表， 其特征在于所述交流电子毫伏表包括，将输入的10 IOOOmV被测电压经运放电路的放大 器将电压信号放大成0 5V;然后采用峰值检波电路，从正弦信号中提取峰值，经转换器芯 片对直流信号进行采样，经三位数码管显示。所述经运放电路的放大器输出的电压分为四个量程，分别为0.3-1(Χ4)； 0. 01-0. 4(X10) ；0. 03-0. 01(X40) ；0. 01—0· 04(X 100)。所述采用峰值检波电路，当Ui > Uc时，二极管D2导通，Ui对电容Cl充电，充电 时间常数为t = RdC很小，充电速率很快，Uc = Ui ；当Ui < Uc时，二极管D2截止，Uc电压
值保持。本实用新型所述的一种交流电子毫伏表其有益效果在于所述一种交流电子毫伏 表是基于STC89C52单片机的量程自动转换的数字电压表，以LM318、TLC549为核心器件采 用运算放大器和集成多路模拟开关电路设计了电压表量程自动切换技术，构成完备的测量 系统，可以对0 IOOOmV电压范围的电压进行量程自动转换的精确测量，省去量程转换的 麻烦，也避免了因量程切换错误引起的仪器损坏。该设计采用三位数码管显示，有效地避免 了模拟显示读数所带来的测量误差。设计过程中，经过大量而精确地计算，有效地减小了仪 器的测量误差，提高了仪器的精度，基本达到应用要求。该设计因其体积小巧，节约能耗，动 作快捷，结构简单，操作方便而应用前景广阔。

图1本实用新型所述的一种交流电子毫伏表结构示意图。图2本实用新型所述的一种交流电子毫伏表原理示意图。图3本实用新型所述的一种交流电子毫伏表电路示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式
和附图来说明本实用新型所述的一种交流电子毫伏表。如图1所示[0013]一种交流电子毫伏表，所述交流电子毫伏表包括，将输入的10 IOOOmV被测电压 经运放电路的放大器将电压信号放大成0 5V ；然后采用峰值检波电路，从正弦信号中提 取峰值，经转换器芯片对直流信号进行采样，经三位数码管显示。所述经运放电路的放大器输出的电压分为四个量程，分别为0.3-1(Χ4)； 0. 01-0. 4(X10) ；0. 03-0. 01(X40) ；0. 01-0. 04(X 100)。所述采用峰值检波电路，当Ui > Uc时，二极管D2导通，Ui对电容Cl充电，充电 时间常数为t = RdC很小，充电速率很快，Uc = Ui ；当Ui < Uc时，二极管D2截止，Uc电压
值保持。具体设计为，在基础的硬件电路设计中多次采用了射极跟随器。考虑到单片机的 驱动能力很小，在设计中加入了 8550用来驱动LED显示。整个基础硬件系统主要由以下几 部分组成(1)电压信号放大电路将输入的10 1000m V被测电压信号放大成0 5V。(2)检波电路从正弦信号中提取峰值。(3)A/D采样采用TLC549芯片对直流信号进行采样。(4)数据处理及显示单片机采样，自动选择合适量程，用三位数码管显示。由于精度的要求，选择了三级仪用放大器的典型电路，经Multisim测试，输入阻 抗在指定的频率内30Hz-300kHz达到ΜΩ以上，基本上能够符合要求，无需利用自举电路提 高输入阻抗，单位增益带宽为MHz左右，幅频特性需要改良，为此决定采用放大器级联的方 式，采用两级级联，在总放大增益基本不变的基础上，带宽基本上符合要求。正弦波的输入为lOmv-lv，由于运放本身的限制，输出电压不能超过运放的工作电 压(最大值15v)。并且AD采样的输入电压是O 5v，要求经过检波器后的电压不能太大， 考虑到A D采样的精度，由经验知道输入电压最好在1 4v。因此，为解决以上问题最后决 定采用分量程的方式，将其分为O. 3-1 (X 4);0. 01-0. 4(XlO)；0. 03-0. Ol (X 40)；0. 01-0. 04(XlOO)四个量程，采用CD4052模拟多路选择开关，用程序控制选择放大器的放大倍数， 自动控制选择合适量程，从而提高AD转换的精确度，如图2所示。检波部分采用峰值检波电路，当Ui > Uc时，二极管D2导通，Ui对电容Cl充电， 充电时间常数为t = RdC很小，充电速率很快，Uc = Ui ；当Ui < Uc时，二极管D2截止，Uc 电压值保持。显然输出电压跟随信号的峰值而变，并保持信号的最大值。电路中的开关S 用作电路复位。运放U3A构成同相跟随器来隔断电容与后面电路的连接，防止电容放电而 只传递电压给后面的AD采样电路。TLC549是美国德州仪器公司生产的8位串行A/D转换器芯片，可与通用微处理 器、控制器通过CLK、CS、DATA OUT三条口线进行串行接口。具有4MHz片内系统时钟和软、 硬件控制电路，转换时间最长17μ s，TLC549允许的最高转换速率为40000次/s。误差为
0. 5LSB,即为，
权利要求1.一种交流电子毫伏表，其特征在于所述交流电子毫伏表将输入的10 IOOOmV被 测电压经运放电路的放大器将电压信号放大成0 5V ；然后采用峰值检波电路，从正弦信 号中提取峰值，经转换器芯片对直流信号进行采样，经三位数码管显示。
2.根据权利要求1所述的一种交流电子毫伏表，其特征在于所述经运放电路的放 大器输出的电压分为四个量程，分别为0. 3-1(Χ4) ；0.01-0. 4(X 10) ；0. 03-0. 01 (X40)； 0. 01-0. 04(X 100)。
3.根据权利要求1所述的一种交流电子毫伏表，其特征在于所述采用峰值检波电路， 当Ui >Uc时，二极管D2导通，Ui对电容Cl充电，充电时间常数为t = RdC很小，充电速 率很快，Uc = Ui ；当Ui < Uc时，二极管D2截止，Uc电压值保持。
专利摘要本实用新型公开了一种交流电子毫伏表，涉及电子技术领域。本实用新型所述的一种交流电子毫伏表将输入的10～1000mV被测电压经运放电路的放大器将电压信号放大成0～5V；然后采用峰值检波电路，从正弦信号中提取峰值，经转换器芯片对直流信号进行采样，经三位数码管显示。本实用新型所述一种交流电子毫伏表可以对0～1000mV电压范围的电压进行量程自动转换的精确测量，省去量程转换的麻烦，也避免了因量程切换错误引起的仪器损坏。该设计采用三位数码管显示，有效地避免了模拟显示读数所带来的测量误差。该设计因其体积小巧，节约能耗，动作快捷，结构简单，操作方便而应用前景广阔。
文档编号G01R15/09GK201926702SQ20102058864
公开日2011年8月10日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者郑蓉蓉 申请人:大连海事大学