關(guān)于電壓表 IC，測量電子電路上兩點(diǎn)之間的電壓可以提供許多優(yōu)勢。例如，它讓您知道電子設(shè)備（如電池）是否按預(yù)期運(yùn)行。此外，電壓表會(huì)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(zhǔn)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(shè)備上使用的數(shù)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(shù)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(shù)范圍為 0-2000V，精度為 0.1%，運(yùn)行電流小于 200mA。此外，ICL7107 的電路支持顯示驅(qū)動(dòng)器、時(shí)鐘、七段解碼器和參考電壓源。

但是，變化的條件可能會(huì)影響性能，包括電源電壓變化、溫度、輸入阻抗等。

2、數(shù)字電壓表的工作原理 

輸入電壓范圍

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

設(shè)計(jì)及工作原理

數(shù)字電壓表的衰減器具有串聯(lián)電阻，可降低輸入信號(hào)。因此，A 點(diǎn)電壓電平與輸入電壓 V in匹配。根據(jù)分壓規(guī)則，您可以看到 B 點(diǎn) (R2) 包含的電壓低于 A 點(diǎn) (R1)。同時(shí)，C 點(diǎn) (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(yù)定義的電阻網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，通過衰減保護(hù)電子電路。通常，這被定義為十進(jìn)制衰減，它提供數(shù)字電壓表的十進(jìn)制計(jì)數(shù)。因此，執(zhí)行衰減將導(dǎo)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(shù)轉(zhuǎn)換功能，產(chǎn)生數(shù)字輸出。在這種情況下，數(shù)字信號(hào)具有兩個(gè)電平：0 和 1。此過程產(chǎn)生一系列數(shù)字脈沖，因此，一個(gè)脈沖等于 1mV。

之后，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器單元接收數(shù)字脈沖。事實(shí)上，它包含在級(jí)聯(lián)配置中設(shè)置的三個(gè)十年計(jì)數(shù)器。每個(gè)提供 10 個(gè)計(jì)數(shù)，從 0 到 9。特別是，所有三個(gè)計(jì)數(shù)都為 1000。  

然后，DC 7447 執(zhí)行轉(zhuǎn)換過程以在七段顯示器上顯示 BD 值。最后，小數(shù)點(diǎn)選擇器根據(jù)電壓大小參考小數(shù)點(diǎn)的位置。

3.電壓表 IC——數(shù)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(shí)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(shí)間。 

雙斜率積分型DVM

雙斜率積分型 DVM 在開關(guān) S 在特定時(shí)間間隔內(nèi)向積分器施加模擬輸入時(shí)運(yùn)行。然后，比較器的輸入電壓電平增加到適用的正值。當(dāng)這個(gè)固定時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)，電壓增加率與輸入電壓匹配。

當(dāng)開關(guān)轉(zhuǎn)換到參考電壓時(shí)，計(jì)數(shù)配置為零。此時(shí)，積分器的輸出會(huì)下降，直到達(dá)到小于比較器內(nèi)部參考電壓的值。之后，一個(gè)信號(hào)觸發(fā)計(jì)數(shù)完成。 

集成式DVM

集成型 DVM 具有電壓到頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)。基本上，它會(huì)產(chǎn)生與輸入電壓幅度相等的脈沖。總的來說，這會(huì)產(chǎn)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(zhuǎn)換器。在這種情況下，它每秒執(zhí)行 1000 次讀數(shù)。首先，它向啟動(dòng)/停止多諧振蕩器分配一個(gè)啟動(dòng)脈沖。然后，一個(gè) 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(huì)繼續(xù)并在達(dá)到最終計(jì)數(shù)時(shí)停止。

4. 如何使用ICL7107制作數(shù)字電壓表？

我們包含了一個(gè)帶有 ICL7107 的數(shù)字電壓表的 DIY 項(xiàng)目。繼續(xù)閱讀以下內(nèi)容以了解更多信息！

電路圖：

簡單的數(shù)字電壓表電路可測量 0-200V 范圍內(nèi)的直流電壓。

所需組件：

• PCB – 1x

• 七段 LED 顯示– 4x

• 555 I2C 定時(shí)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(xiàn)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(wù)。

電路校準(zhǔn)：

您需要為電路通電并短路所有輸入端子。然后，微調(diào) 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(gè)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(fù)極接地。

概括

總而言之，數(shù)字電壓表電路有助于確保您的設(shè)備正常工作。它通過測量兩個(gè)電壓點(diǎn)并產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。當(dāng)然，該數(shù)字必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換過程才能顯示在七段 LED 顯示屏上。之后，數(shù)字將以數(shù)字形式出現(xiàn)，代表輸入電壓。總的來說，數(shù)字電壓表已被證明對(duì)專業(yè)人士和任何創(chuàng)建項(xiàng)目的人都有幫助。

您對(duì)電壓表 IC 有任何疑問嗎？請隨時(shí)與我們聯(lián)系！