数字式万用表 的工作原理介绍： 

   数宇式万用表与普通万用表的主要差别有两点：第一，数字式万用表测量的是电压，而普通万用表测量的是电流；第二，在数字式万用表中，用A/D转换、显示逻辑以及显示器三块独立的逻辑 组件来代替普通万用表简单的表头。 

图3-12所示的是一种简单数字式万用表。在框图中，功能选择开关把各种输人信号通过三种功能转换，按规定线路输送到量程选择开关，再把限定的直流电压加到A/D转换器。 

2．R/U变换 

图3-13所示电路是一种典型的R/U转换电路，除了电阻以外.电路中还使用了两个独立的放大器。放大器U102的作用是将IV电压加到待测量电压上的自举放大器，U101是A/D转器的一部分，由脉冲参考电流加到斜坡发生器（运算放大器U101)来确定加到未知电阻上的电压E。这个电压通过U102和它的反馈电路、定标电阻和未知电阻Rx引到积分器的第二个输人端。换句话说，未知电阻决定A/D转换器的斜坡高度，如同加上一个未知电压一样。 

图3-13中电路元器件的作用是比较容易理解的。对于下方的 三个电阻满意量程，在U101输入端的最大电压是200mV;对于上边的三个电阻满度量程，电压就是2V。对于较低的两个电阻量程 (200〜2000Ω)，量程选择开关连接了由二极管组成的输入保护电路，以便当输人电压太高时可以分流到地。 

3. I/U转换 

为了把电流转换为电压指示，只要测量被测电流在已知电阻上的电压降就可以了. 

图3-14表示一种实际的电流转换电路，由许多精密电阻构成从2A到20uA各挡量程，图中的二极管作为输人保护电路，防止过高的输人电压。必须注意，在电流/电压转换电路中，用两根不同的引线把电压连接到A/D转换器的直流输人端和交流输入端. 面板前面的控制开关确定这个输出电压是加到交流转换器，还是直接加到A/D转换器。 

4. AC/DC 转换 

图3-15是一种典型的交流/直流转换电路，半波整流二极管A 后面是两节II形滤波器，整流器前有一个运算放大器、场效应管 缓冲放大器和一些频率校正网络，图最左边的ACV、ACA开关用 来保护输人电容，防止偶然出现的直流高压。根据所选择的交流量 程，接入适当的RC网络以提供高达20kHz平坦的频率响应。两 个反偏的二极管保护场效应管缓冲放大器，这一级放大器的增益为1它提供高输人阻抗，运算放大器提供1.11的增益，恰好是正弦波平均值与有效值的转换比。这个放大器还具有很灵敏的半波整流作用，在输人波形的正半周，在B点产生负正弦波半波整流输出， 其中的一部分又反馈到输入端；在输人波形的负半周，在A点产生正半波整流输出，然后通过滤波器。交流电压通过场效应管缓冲 放大器和频率校正网络输人到运算放大器，而交流电流则加到AC-MA开关输人端，并通过耦合电容和电阻再加到运算放大器。必須注 意，当ACV开关加上电压时，输人U运算放大器的ACMA开关则短路通地，反之亦然。这就保证了干扰信号不能进入到运算放大 器，只有交流电压或交流电流才加得进去。在交流电压或交流电流 的量程选择好之后，滤波器的输出才能加到D/A转换器的输人端。 

 5.数字计时和控制电路 

数字式万用表的数字控制电路如图3-16所示•“时钟”把时钟脉冲供给三个十分频计数器和一个八分频计数器，因此，记下的时钟詠冲犮数为8000。当计数到8000时，控制逻辑激发相加或相减参考电流源，并提供电流作为斜坡第二部分的基准，在斜坡第二部分的时间内，在三个十进制计数器中累积计算，最后显示的是被测量的电压。当零检测器确定斜坡第二部分已经达到零线时，它就输出一个信号给控制部分，然后使三个十分频计数器的数据输出到存储器和驱动电路，最后进行显示。 

图3-16所示的是3位数字式万用表，半位数是数字“1”，它只有当三个分频计数器的计数大于999时才被点亮。模拟输出是取连续变 量的离散值，看到的不是正脉冲就是负脉冲，根据极性指示，使极性 触发器置位，依次地确定参考电流对于下—个斜坡应该供给正的还是负的，同时，极性舳发器也控制（士）号的显示。对于大多数3位数字式万用表，时钟频率是40kHz，即每一次测量周期为200ms。 

6.精度 

数字式万用表与指针式万用表相比，一个突出的优点是精度髙。 

数字式万用表实际测量的是直流电压，交流电压、电流和电阻量程都必须采用某些特殊电路将它们转变为由A/D转换器控制的直流电 压。这些转换电路的存在使精度有所降低，但是通过选用精密的电 阻和超稳定电路可以把精度的降低保持在最低限度。、一般说来，数字式万用表测量电流、电阻和交流的精度总比直流电压挡要差一些。 

影响最后显示精度的因素还有时钟频率和分别率，此外精密性和稳定性对精度也有一定的影响。

数宇式万用表与普通万用表的主要差别有两点：第一，数字式万用表测量的是电压，而普通万用表测量的是电流；第二，在数字式万用表中，用A/D转换、显示逻辑以及显示器三块独立的逻辑 组件来代替普通万用表简单的表头。 

图3-12所示的是一种简单数字式万用表。在框图中，功能选择开关把各种输人信号通过三种功能转换，按规定线路输送到量程选择开关，再把限定的直流电压加到A/D转换器。 

2．R/U变换 

图3-13所示电路是一种典型的R/U转换电路，除了电阻以外.电路中还使用了两个独立的放大器。放大器U102的作用是将IV电压加到待测量电压上的自举放大器，U101是A/D转器的一部分，由脉冲参考电流加到斜坡发生器（运算放大器U101)来确定加到未知电阻上的电压E。这个电压通过U102和它的反馈电路、定标电阻和未知电阻Rx引到积分器的第二个输人端。换句话说，未知电阻决定A/D转换器的斜坡高度，如同加上一个未知电压一样。 

图3-13中电路元器件的作用是比较容易理解的。对于下方的 三个电阻满意量程，在U101输入端的最大电压是200mV;对于上边的三个电阻满度量程，电压就是2V。对于较低的两个电阻量程 (200〜2000Ω)，量程选择开关连接了由二极管组成的输入保护电路，以便当输人电压太高时可以分流到地。 

3. I/U转换 

为了把电流转换为电压指示，只要测量被测电流在已知电阻上的电压降就可以了. 

图3-14表示一种实际的电流转换电路，由许多精密电阻构成从2A到20uA各挡量程，图中的二极管作为输人保护电路，防止过高的输人电压。必须注意，在电流/电压转换电路中，用两根不同的引线把电压连接到A/D转换器的直流输人端和交流输入端. 面板前面的控制开关确定这个输出电压是加到交流转换器，还是直接加到A/D转换器。 

4. AC/DC 转换 

图3-15是一种典型的交流/直流转换电路，半波整流二极管A 后面是两节II形滤波器，整流器前有一个运算放大器、场效应管 缓冲放大器和一些频率校正网络，图最左边的ACV、ACA开关用 来保护输人电容，防止偶然出现的直流高压。根据所选择的交流量 程，接入适当的RC网络以提供高达20kHz平坦的频率响应。两 个反偏的二极管保护场效应管缓冲放大器，这一级放大器的增益为1它提供高输人阻抗，运算放大器提供1.11的增益，恰好是正弦波平均值与有效值的转换比。这个放大器还具有很灵敏的半波整流作用，在输人波形的正半周，在B点产生负正弦波半波整流输出， 其中的一部分又反馈到输入端；在输人波形的负半周，在A点产生正半波整流输出，然后通过滤波器。交流电压通过场效应管缓冲 放大器和频率校正网络输人到运算放大器，而交流电流则加到AC-MA开关输人端，并通过耦合电容和电阻再加到运算放大器。必須注 意，当ACV开关加上电压时，输人U运算放大器的ACMA开关则短路通地，反之亦然。这就保证了干扰信号不能进入到运算放大 器，只有交流电压或交流电流才加得进去。在交流电压或交流电流 的量程选择好之后，滤波器的输出才能加到D/A转换器的输人端。 

 5.数字计时和控制电路 

数字式万用表的数字控制电路如图3-16所示•“时钟”把时钟脉冲供给三个十分频计数器和一个八分频计数器，因此，记下的时钟詠冲犮数为8000。当计数到8000时，控制逻辑激发相加或相减参考电流源，并提供电流作为斜坡第二部分的基准，在斜坡第二部分的时间内，在三个十进制计数器中累积计算，最后显示的是被测量的电压。当零检测器确定斜坡第二部分已经达到零线时，它就输出一个信号给控制部分，然后使三个十分频计数器的数据输出到存储器和驱动电路，最后进行显示。 

图3-16所示的是3位数字式万用表，半位数是数字“1”，它只有当三个分频计数器的计数大于999时才被点亮。模拟输出是取连续变 量的离散值，看到的不是正脉冲就是负脉冲，根据极性指示，使极性 触发器置位，依次地确定参考电流对于下—个斜坡应该供给正的还是负的，同时，极性舳发器也控制（士）号的显示。对于大多数3位数字式万用表，时钟频率是40kHz，即每一次测量周期为200ms。 

6.精度 

数字式万用表与指针式万用表相比，一个突出的优点是精度髙。 

数字式万用表实际测量的是直流电压，交流电压、电流和电阻量程都必须采用某些特殊电路将它们转变为由A/D转换器控制的直流电 压。这些转换电路的存在使精度有所降低，但是通过选用精密的电 阻和超稳定电路可以把精度的降低保持在最低限度。、一般说来，数字式万用表测量电流、电阻和交流的精度总比直流电压挡要差一些。 

影响最后显示精度的因素还有时钟频率和分别率，此外精密性和稳定性对精度也有一定的影响。

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