數字萬用(yòng)表電路圖（一）
數字萬用(yòng)表是在一個(gè)隻有基本量程的(de)直流數字電壓表的(de)基礎上擴展而成的(de)，這(zhè)個(gè)電壓表相當于數字萬用(yòng)表的(de)“表頭”。其原理(lǐ)見圖1。在圖1中，除顯示器外，其餘功能可(kě)全都集成在一個(gè)芯片上，具有這(zhè)些功能的(de)芯片叫A/D轉換器，較常見的(de)有ICL7106、ICL7107等多(duō)種型号，它們部屬于雙積分(fēn)式A/D轉換器。雙積分(fēn)A/D轉換器内部電路雖然很複雜(zá)，但根據圖1的(de)電路可(kě)以說明(míng)其原理(lǐ)。它在一個(gè)測量周期内的(de)工作過程如下(xià)：
測試開始，計數器清零，積分(fēn)電容c放電，然後控制邏輯使K2、K3斷開，K1接通(tōng)，積分(fēn)器對(duì)被測電壓Vx進行正向積分(fēn)，正向積分(fēn)也(yě)叫采樣，采樣期間積分(fēn)輸出V01線性增加，經過零比較器得(de)到過零方波，通(tōng)過控制邏輯打開門G，計數器開始對(duì)時(shí)鐘(zhōng)脈沖計數，當計數到最高(gāo)位爲1時(shí)，溢出脈沖通(tōng)過控制邏輯使K1、K3斷開，K2接通(tōng)，采樣結束，計數器複零。設采樣過程時(shí)間爲T1，則積分(fēn)輸出V01=VxT1/RC……（1），K2接通(tōng)基準電壓VR後，積分(fēn)器開始第二次積分(fēn)（反向積分(fēn)），V01開始線性下(xià)降，計數器也(yě)重新計數。當V01降至零時(shí)，比較器輸出的(de)負方波結束，控制邏輯使K2斷開，K3接通(tōng)，積分(fēn)停止。同時(shí)關閉門G，計數停止，一個(gè)測量周期結束。設反向積分(fēn)過程時(shí)間爲T2，則積分(fēn)輸出爲V01-VrT2/RC=0……（2）。由式（1）、（2），可(kě)得(de)Vx=VrT2/T1……（3）。轉換波形見圖2。
設時(shí)鐘(zhōng)脈沖周期爲T0，則T1=N1T0，T2=N2T0，N1、N2分(fēn)别是正、反向積分(fēn)期間計數的(de)時(shí)鐘(zhōng)脈沖個(gè)數，所以VX=VRN2/N1…（4）。對(duì)幹31/2位A/D轉換器，采樣期間計數到1000個(gè)脈沖時(shí)計數器有溢出，故N1=1000是個(gè)定值，如再規定VR=100.0mV，則有VX=0.1N2……（5）。（5）式說明(míng)，适當選擇N1及VR的(de)值，可(kě)使VX與N2的(de)有效數字相同，隻是小數點位置不同。如将小數點定在顯示值N2的(de)十位，便可(kě)直接讀數。例如，被測VX=123.4mV，則在反向積分(fēn)期間計數到N2=1234個(gè)脈沖時(shí)，一個(gè)測量周期結束，顯示器理(lǐ)應顯示1234，但電路上同時(shí)使個(gè)位數字前出現一個(gè)小數點，故實際顯示123.4。
計數器中暫存的(de)N2值是二進制數，經過譯碼器譯碼後可(kě)使數字顯示器顯示十進制數。
由上面（4）式可(kě)見，VX的(de)允許範圍與VR的(de)大(dà)小有關。對(duì)于31/2位A/D轉換器，如VR=100.00mV，則最大(dà)顯示爲199.9mV;如VR=1.0V，則最大(dà)可(kě)顯示1.999V。事實上VR不宜過大(dà)，否則會損壞A/D轉換器。如取VR=100.0mV，這(zhè)時(shí)31/2位A/D轉換器便可(kě)構成基本量程爲0.2v的(de)直流數字電壓表。
許多(duō)普及型數字萬用(yòng)表就是用(yòng)這(zhè)種基本量程爲0.2v的(de)直流數字電壓表作表頭擴展而成的(de)。要測較高(gāo)的(de)直流電壓，可(kě)采用(yòng)分(fēn)壓器将被測電壓降到0.2v以下(xià)。要測交流電壓、交、直流電流及電阻，可(kě)以采用(yòng)相應的(de)轉換器轉換成直流電壓。如被測電量數值較大(dà)，可(kě)以先分(fēn)壓（或分(fēn)流）而後再轉換，使轉換後的(de)直流電壓在0.2V以下(xià)即可(kě)。數字萬用(yòng)表的(de)原理(lǐ)框圖如圖3所示。
從雙積分(fēn)A/D轉換器的(de)工作過程還(hái)可(kě)看出數字萬用(yòng)表的(de)特點：首先，從上面（4）式可(kě)知，被測電壓隻與基準電壓及計數器的(de)計數值有關，而這(zhè)兩者的(de)準确度都可(kě)以做(zuò)得(de)較高(gāo)，所以數字萬用(yòng)表測試準确度較高(gāo)。其次，疊加在VX上的(de)短暫幹擾在積分(fēn)過程中會被積分(fēn)掉。如T1取值爲工頻(pín)信号周期（20ms的(de)整數倍），則疊加在VX上的(de)工頻(pín)幹擾也(yě)會被積分(fēn)掉，所以它的(de)抗串模幹擾能力強。第三，分(fēn)辨力高(gāo)，31/2位數字萬用(yòng)表的(de)最高(gāo)分(fēn)辨力爲0.1mV。但它也(yě)有缺點，從雙積分(fēn)A/D轉換器工作過程可(kě)知，如果VX是變化(huà)的(de)量，則正、反向積分(fēn)、計數器計數都不能正常進行，顯示就會紊亂，所以數字萬用(yòng)表不能測連續蠻化(huà)的(de)電量。
數字萬用(yòng)表電路圖（二）
萬用(yòng)表是用(yòng)來(lái)測量交直流電壓、電阻、直流電流等的(de)儀表。是電工和(hé)無線電制作的(de)必備工具。初看起來(lái)萬用(yòng)表很複雜(zá)，實際上它是由電流表（俗稱表頭）、刻度盤、探針、量測電阻的(de)原理(lǐ)與測直流電壓相仿，隻是測試時(shí)還(hái)須加一組電池。選擇開關指向電阻範圍時(shí)，刻度盤上找第一行電阻專用(yòng)刻度讀數即可(kě)。
數字萬用(yòng)表電路圖（三）
數字的(de)測量将一些測量信号轉換成直流電壓信号，然後通(tōng)過模數轉換電路轉換成數字信号，再通(tōng)過計數器計數，最後将測量結果用(yòng)數字直接顯示。它不但能測量直流電壓、交流電壓、直流電流，交流電流和(hé)電阻，也(yě)能測量信号的(de)頻(pín)率、的(de)容量、的(de)放大(dà)倍數等參數，還(hái)具有自動校零、自動極性轉換、過載指示、保持讀數、顯示測量單位符号等功能。其中系統框圖。
數字萬用(yòng)表系統框圖，如圖所示：
測量電路原理(lǐ)
DT830萬用(yòng)表采用(yòng)大(dà)規模集成芯片7106（或者7107）作爲電路的(de)模數轉換電路和(hé)顯示驅動電路。引腳功能如下(xià)所述。
（1）直流電壓測量電路
直流電壓檔電路原理(lǐ)圖，如圖所示：
（2）交流電壓測量電路
交流電壓檔電路原理(lǐ)圖，如圖所示：
（3）直流電流測量電路
直流電流檔電路原理(lǐ)圖，如圖所示：
圖5直流電流檔電路原理(lǐ)圖
（4）電阻測量電路
電阻檔電路原理(lǐ)圖，如圖所示：
數字萬用(yòng)表電路圖（四）
圖2爲數字萬用(yòng)表直流電流測量電路原理(lǐ)圖，圖中VD1、VD2爲保護二極管，當基本表IN＋、IN一兩端電壓大(dà)于ZOOmV時(shí)，VD1導通(tōng)，當被測量電位端接入IN一時(shí)，VD2導通(tōng)，從而保護了(le)基本表的(de)正常工作，起到“守門”的(de)作用(yòng)。
R2～R5、RC．分(fēn)别爲各擋的(de)取樣電阻，它們共同組成了(le)電流－電壓轉換器（I／U），即測量時(shí)，被測電流△在取樣電阻上産生電壓，該電壓輸人(rén)至IN＋、IN—兩端，從而得(de)到了(le)被測電流的(de)量值。若合理(lǐ)地選配各電流量程的(de)取樣電阻，就能使基本表直接顯示被測電流量的(de)大(dà)小。
圖2數字萬用(yòng)表直流電流測量電路原理(lǐ)圖
