一种积分型直流数字电压表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是数字电压表技术领域，具体涉及一种积分型直流数字电压表。
【背景技术】
[0002]随着我国数字电压表市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点，利用AD转换芯片设计的数字电压表将模拟信号转换为数字显示部分，这在生产运用中有很大的实际意义，今后这方面的技术将得到提高，运用更加广泛。
[0003]模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差，特别是受表头精度的限制，即使采用0.5级的高灵敏度表头，读测时的分辨力也只能达到半格，再者，模拟式电压表的输入阻抗不高，测高内阻源时精度明显下降；数字电压表作为数字技术的成功应用，发展相当快，数字电压表(Digital Volt Meter，DVM)，以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。特别是以A/D转换器为代表的集成电路为支柱，使DVM向着多功能化、小型化、智能化方向发展，DVM应用单片机控制，组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统，目前DVM多组成多功能式的，因此又称数字多用表(Digital Multi Meter, DMM)。
[0004]目前市场上使用较多的是双积分式直流数字电压表，虽然其具有抗干扰能力强的特点，在采用零点校准的前提下，其转换精度也可以做得很高，但显著的不足是转换速度较慢，不适于高速应用场合，并且分辨率越高，其转换速度也就越慢，因此，需要一款新型的直流数字电压表来弥补这一不足。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种积分型直流数字电压表，结构简单，设计合理，有效提高了运算能力及运算速度，转换速度快，改进了系统性會K。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种积分型直流数字电压表，包括信号输入单元、信号衰减单元、低通滤波器、输入放大单元、量程转换单元、DSP控制单元、LED显示单元和电源模块，信号输入单元、信号衰减单元、低通滤波器、输入放大单元依次连接，输入放大单元、量程转换单元均与DSP控制单元连接，DSP控制单元接LED显示单元，电源模块分别与信号输入单元、信号衰减单元、低通滤波器、输入放大单元、DSP控制单元、LED显示单元连接。
[0007]作为优选，所述的DSP控制单元包括三斜积分A/D转换单元和DSP控制器，三斜积分A/D转换单元用于对待测信号进行逻辑选择，以及积分比较和自动调零，DSP控制器用于实现模拟开关的通断控制，自动校零和三斜积分A/D转换过程控制，以及计数功能，三斜积分A/D转换单元与DSP控制器连接，三斜积分A/D转换单元接输入放大单元，DSP控制器与量程转换单元、LED显示单元连接，DSP控制器采用DSP芯片为TMS320LF2407A。
[0008]作为优选，所述的三斜积分A/D转换单元包括积分器、第一比较器、第二比较器，积分器的输入端接第二开关，积分器中的电容两端并接第一开关，积分器的输出端分别接第一比较器、第二比较器的负极端，第一比较器、第二比较器的输出端接DSP控制器。
[0009]本实用新型的有益效果:在原有直流数字电压表的基础上，运算速度得到了提升，系统性能得以改进，满足直流数字电压表在高速场合的需求:
[0010](I)采用DSP作为主控制器，有效的提高了直流数字电压表的运算能力与运算速度；
[0011](2)采用了分立元件构成的三斜积分式A/D转换器，较好的改善了原有直流数字电压表转换速度慢的缺点。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0013]图1为本实用新型的原理框图；
[0014]图2为本实用新型三斜积分A/D转换单元的原理图；
[0015]图3为本实用新型三斜积分A/D转换单元模拟电路部分示意图。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0017]参照图1-3，本【具体实施方式】采用以下技术方案:一种积分型直流数字电压表，包括信号输入单元1、信号衰减单元2、低通滤波器3、输入放大单元4、量程转换单元5、DSP控制单元6、LED显示单元7和电源模块8，信号输入单元1、信号衰减单元2、低通滤波器3、输入放大单元4依次连接，输入放大单元4、量程转换单元5均与DSP控制单元6连接，DSP控制单元6接LED显示单元7，电源模块8分别与信号输入单元1、信号衰减单元2、低通滤波器3、输入放大单元4、DSP控制单元6、LED显示单元7连接。
[0018]值得注意的是，所述的信号输入单元I用作待测信号的输入通道；信号衰减单元2对信号进行统一衰减并通过缓冲器以提高其负载的能力；低通滤波器3滤除信号中的高频噪声及交流干扰；输入放大单元4提高输入阻抗，对信号进行低噪声，高精度的放大，放大倍数可由可变电阻进行调整补偿；量程转换单元5对待测电路进行量程选择；DSP控制单元6对待测信号进行逻辑控制，以及运算分析处理；LED显示单元7用于对测量结果显示输出；电源模块8对系统各个单元提供工作所需电能。
[0019]值得注意的是，所述的DSP控制单元6包括三斜积分A/D转换单元9和DSP控制器10，三斜积分A/D转换单元9与DSP控制器10连接，三斜积分A/D转换单元9接输入放大单元4，DSP控制器10与量程转换单元5、LED显示单元7连接，三斜积分A/D转换单元9对待测信号进行逻辑选择，以及积分比较和自动调零，DSP控制器10实现模拟开关的通断控制，自动校零和三斜积分A/D转换过程控制，以及计数功能，DSP控制器10采用DSP芯片为 TMS320LF2407A。
[0020]此外，所述的三斜积分A/D转换单元9包括积分器Ul、第一比较器U2、第二比较器U3，积分器Ul的输入端接第二开关SI，积分器Ul中的电容C两端并接第一开关S0，积分器Ul的输出端分别接第一比较器U2、第二比较器U3的负极端，第一比较器U2、第二比较器U3的输出端接DSP控制器10。
[0021]本【具体实施方式】信号经过电压分阻条统一衰减后经过缓冲器提高其负载能力，经低通滤波器滤除高频噪声及交流干扰，然后经过低噪声，高精度运放放大(放大倍数可有可变电阻进行调整补偿)，由DSP控制模拟开关的通断，自动校零和三斜积分A/D转换过程，并完成计数处理。
[0022]本【具体实施方式】在原有直流数字电压表的基础上，采用DSP作为主控制器，有效的提高了直流数字电压表的运算能力与运算速度，采用分立元件构成的三斜积分式A/D转换器，较好的改善了原有直流数字电压表转换速度慢的缺点，使系统性能得以改进，满足了直流数字电压表在高速场合的需求，具有广阔的市场应用前景。
[0023]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种积分型直流数字电压表，其特征在于，包括信号输入单元(I)、信号衰减单元(2)、低通滤波器(3)、输入放大单元(4)、量程转换单元(5)、DSP控制单元(6)、LED显示单元(7)和电源模块(8)，信号输入单元(I)、信号衰减单元(2)、低通滤波器(3)、输入放大单元(4)依次连接，输入放大单元(4)、量程转换单元(5)均与DSP控制单元(6)连接，DSP控制单元(6)接LED显示单元(7)，电源模块(8)分别与信号输入单元(I)、信号衰减单元(2)、低通滤波器(3)、输入放大单元(4)、DSP控制单元(6)、LED显示单元(7)连接。
2.根据权利要求1所述的一种积分型直流数字电压表，其特征在于，所述的DSP控制单元(6)包括三斜积分A/D转换单元(9)和DSP控制器(10)，三斜积分A/D转换单元(9)与DSP控制器(10)连接，三斜积分A/D转换单元(9)接输入放大单元(4)，DSP控制器(10)与量程转换单元(5)、LED显示单元(7)连接。
3.根据权利要求2所述的一种积分型直流数字电压表，其特征在于，所述的DSP控制器(10)采用 DSP 芯片为 TMS320LF2407A。
4.根据权利要求2所述的一种积分型直流数字电压表，其特征在于，所述的三斜积分A/D转换单元(9)包括积分器(Ul)、第一比较器(U2)、第二比较器(U3)，积分器(Ul)的输入端接第二开关(SI)，积分器(Ul)中的电容(C)两端并接第一开关(SO)，积分器(Ul)的输出端分别接第一比较器(U2)、第二比较器(U3)的负极端，第一比较器(U2)、第二比较器(U3)的输出端接DSP控制器(10)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种积分型直流数字电压表，它涉及数字电压表技术领域。它包括信号输入单元、信号衰减单元、低通滤波器、输入放大单元、量程转换单元、DSP控制单元、LED显示单元和电源模块，信号输入单元、信号衰减单元、低通滤波器、输入放大单元依次连接，输入放大单元、量程转换单元均与DSP控制单元连接，DSP控制单元接LED显示单元，电源模块分别与信号输入单元、信号衰减单元、低通滤波器、输入放大单元、DSP控制单元、LED显示单元连接。本实用新型有效提高了运算能力及运算速度，转换速度快，改进了系统性能。
【IPC分类】G01R19-25, H03M1-52
【公开号】CN204595080
【申请号】CN201520196867
【发明人】陈孟元, 吴伟乾, 戴雪梅, 张晓昕, 王青梅
【申请人】安徽工程大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月2日