數(shù)字電壓表的基本工作原理是利用A/D轉(zhuǎn)換電路將待測的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,通過相應換算后將測試結(jié)果以數(shù)字形式顯示出來的一種電壓表。較之于一般的模擬電壓表,數(shù)字電壓表具有精度高、測量準確、讀數(shù)直觀、使用方便等優(yōu)點。
電壓表的數(shù)字化測量,關(guān)鍵在于如何把隨時連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量,完成這種轉(zhuǎn)換的電路叫模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)。
數(shù)字電壓表的核心部件就是A/D轉(zhuǎn)換器,由于各種不同的A/D轉(zhuǎn)換原理構(gòu)成了各種不同類型的DVM。一般說來,A/D轉(zhuǎn)換的方式可分為兩類:積分式和逐次逼近式。
積分式A/D轉(zhuǎn)換器是先用積分器將輸入的模擬電壓轉(zhuǎn)換成時間或頻率,再將其數(shù)字化。根據(jù)轉(zhuǎn)化的中間量不同,它又分為U-T(電壓-時間)式和U-F(電壓-頻率)式兩種。
逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器分為比較式和斜坡電壓式,根據(jù)不同的工作原理,比較式又分為逐次比較式及零平衡式等。斜坡電壓式又分為線性斜坡式和階梯斜坡式兩種。
在高精度數(shù)字電壓表中,常采用由積分式和比較式相結(jié)合起來的復合式A/D轉(zhuǎn)換器。本設(shè)計以AT89C51單片機為核心,以逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808、液晶顯示器LCD1602為主體,構(gòu)造了一款簡易的數(shù)字電壓表,能夠測量1路0~50V直流電壓,最小分辨率0.02V。