逐次比较型DVM的组成与原理.doc

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1、逐次比较型DVM的组成与原理摘要：DVM是数字式电压表的简称。由于数字式电压表的众多突出优点，使其在现代化社会的地位越来越重。通过对逐次比较型数字式电压表（核心为逐次比较型A/D转换器）的组成以及工作原理的研究，进一步了解数字式电压表的工作过程，使用数字式电压表给我们的工作带来的好处。关键字：DVMA/D转换器一数字式电压表（DVM）的概述：数字式测量方法是20世纪50年代发展起来的一种测量手段，由于电子技术，计算机技术，半导体技术的发展，数字式仪表集成化。数字式电压表优越的特点得到广泛应用。数字式电压表的特点：1.显示清晰，

2、直观，读数准确传统的模拟式电压表必须借助于指针和刻盘进行读数。读数过程中容易产生误差。数字电压表采用数字显示技术，清晰直观。2.准确度高数字电压表的准确度是测量结果中系统误差与随机误差的综合。3.分辨率高数字电压表在最低量程上末位1个字所对应的电压值为仪表分辨率。4.测量范围宽多量程数字电压表通常可测0~1000V的直流电压。5.测量速度快6.输入阻抗高数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10M欧姆~1000M欧姆。7.抗干扰能力强数字电压表大多采用数字滤波和浮地保护技术，提高了抗干扰能力。二逐次比较型DVM的主要单元电路逐次

3、比较型A/D变换器的主要电路单元有比较器，控制电路，逐次逼近寄存器SAR，缓冲寄存器，译码显示电路和模/数（D/A）变换器。逐次比较型DVM的原理框如图（一）。比较器应用一种特殊设计的高速增益运算放大器来完成输入端两电压的比较运算。图（一）中，模拟输入电压Ux，反馈电压Uo作用与比较器输入端，若Uo>Ux,，则Qc=0，若Uo

4、存和送往D/A变换成模拟量Uo。D/A包括基准电压源、店子开关电路和分压分分流电路组成的解码网络，其功能是将二进制数字量装换成模拟量。图（二）是权电阻D/A变换原理，其中S0~S7是电子开关，其通断对应于相应位ai的取值，若ai=1，则Si通，若ai=0，则Si断。当S0闭合时，有（7.7-7）此时若S1~S7均断开，则输出电压为（7.7-8）当D/A输入为任意二进制数字量a7a6a5a4a3a2a1a0时，输出电压为（7.7-9）图（三）（a）为T型解码电路，电阻个数较多，但阻值仅为两种。可以用图（b）来分析原理。对于0~7

5、的任意节点i，左右两侧的等效电阻为2R，所以节电位（ai=1时）为（7.7-10）传送到输出端的电压为（7.7-11）根据叠加原理，对于任意二进制数a7a6a5a4a3a2a1a0时，输出电压为（7.7-12）三逐次比较型A/D的工作原理四数字电压表发展新趋势