電圧計IC：電圧測定ツール

電圧計ICについて、電子回路の2点間の電圧を測定することには、多くの利点があります。たとえば、バッテリーなどの電気機器が意図したとおりに機能するかどうかを通知します。また、電圧計はそのバッテリーの電圧差について通知します。電圧計は通常、ICL7107などの特別な集積回路チップを備えており、正確な測定を提供するのに役立ちます。基本的に、これらは7セグメントLEDディスプレイとともに回路に統合されます。

この記事では、あらゆる電子機器で利用できるデジタルパネル型電圧計回路について説明します。それでは始めましょう！

1。電圧計ICとは何ですか？

（デジタル電圧計は、正確な電圧測定のためにIC L7107を備えています。出典：ウィキメディアコモンズ）

電圧計ICは、ACまたはDC電圧測定値を提供し、値を数値形式で表示します。特に、多くはIntersilのICL71073.5ADCを利用しています。また、0.1％の精度で0〜2000Vの範囲の読み取り値を示し、200mA未満で動作します。さらに、ICL7107の回路は、ディスプレイドライバー、クロック、7セグメントデコーダー、および基準電圧源をサポートします。

ただし、さまざまな条件は、電源電圧の変動、温度、入力インピーダンスなど、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。

2。デジタル電圧計の動作

（バッテリーの電圧を測定するデジタル電圧計。）

入力電圧範囲

デジタル電圧計（DVM）の入力範囲は±1Vからであることに注意してください。 1000V。一方、高精度DVMは、0〜20Vの範囲で1GΩの入力抵抗を提供します。

設計と動作原理

デジタル電圧計の減衰器は、入力信号を減少させる直列抵抗を備えています。その結果、ポイントAの電圧レベルは入力電圧V _inと一致します。 。分圧ルールを使用すると、ポイントB（R2）にポイントA（R1）と比較して低い電圧が含まれていることがわかります。その間、ポイントC（R3）の電圧はAとBの両方よりも低いままです。

（デジタル電圧計は減衰器を備えています。出典：ウィキメディアコモンズ）

全体として、減衰器は過剰な電圧を削減して、他の統合コンポーネントに損傷を与えるのを防ぎます。間違いなく、減衰によって電子回路を保護する事前定義された抵抗ネットワークとして動作します。一般に、これは10年間の減衰として定義され、デジタル電圧計の10進数を提供します。したがって、減衰を実行すると、10の累乗になります。

さらに、ADCの入力は入力電圧としてVin/Nを提供します。

：N =1、10、100、1000

さらに、回路のADCはアナログからデジタルへの変換機能を提供し、デジタル出力を生成します。この場合、デジタル信号には0と1の2つのレベルがあります。このプロセスで一連のデジタルパルスが生成されるため、1つのパルスは1mVに相当します。

その後、ディケードカウンターユニットがデジタルパルスを受信します。実際、カスケード構成でセットアップされた30年のカウンターが含まれています。それぞれが0から9までの10カウントを提供します。特に、3つすべてが1000までカウントします。

次に、DC 7447は変換プロセスを実行して、7セグメントディスプレイにBD値を表示します。最後に、小数点セレクターは、電圧の大きさに基づいて小数点の位置を参照します。

3。 電圧計IC– デジタル電圧計の種類

（現在、さまざまな種類のデジタル電圧計が市場に出回っています。）

ランプタイプDVM

ランプタイプのDVMは、入力電圧が0Vに低下するのにかかる時間を測定します。また、ランプ電圧レベルが0Vから入力電圧まで増加するのにかかる時間を測定します。

デュアルスロープ統合タイプDVM

デュアルスロープ積分タイプのDVMは、スイッチSが特定の時間間隔で積分器にアナログ入力を適用すると動作します。次に、コンパレータの入力電圧レベルが適切な正の値まで増加します。この一定の時間間隔が終了すると、電圧増加率は入力電圧と一致します。

スイッチが基準電圧に遷移する間、カウントはゼロに設定されます。この時点で、積分器の出力は、コンパレータの内部基準電圧よりも低い値に達するまで減少します。その後、シグナルがカウントをトリガーして終了します。

統合タイプDVM

統合型DVMは、電圧から周波数への変換技術を備えています。基本的に、入力電圧の大きさに相当するパルスを生成します。全体として、これにより一連のパルスが生成され、その周波数は測定された電圧に依存します。

逐次比較DVM

その名前が示すように、逐次比較DVMは逐次比較コンバーターを備えています。その場合、1秒あたり1000回の読み取りを実行します。まず、スタートパルスをスタート/ストップマルチバイブレータに分配します。次に、8ビットの制御レジスタは10000000を表示します。したがって、DACの出力は基準電圧の半分に設定されます。

全体として、測定サイクルは継続し、最終カウントに達すると停止します。

4。 ICL7107を使用してデジタル電圧計を作成するにはどうすればよいですか？

ICL7107を使用したデジタル電圧計のDIYプロジェクトを含めました。詳細については、以下を読み続けてください！

回路図：

（デジタル電圧計の回路図）

シンプルなデジタル電圧計回路は、0〜200Vの範囲の直流電圧を測定します。

必要なコンポーネント：

• PCB – 1x
• 7セグメントLEDディスプレイ– 4x
• 555 ICタイマー– 1x
• LM7805 – 1x
• ICL7107 – 1x
• 9V / 12V電源– 1x
• 47k抵抗– 1x
• 1k抵抗– 5x
• 22k抵抗– 1x
• 10k抵抗– 1x
• 120k抵抗– 1x
• 5kポテンショメータ– 1x
• 100nFコンデンサ– 3x
• 10uFコンデンサ– 2x
• 100pFコンデンサ– 1x
• 220nFコンデンサ– 1x
• 47nFコンデンサ– 1x
• LED – 1x
• 1N4148ダイオード– 2x
• プローブ– 1x

手順：

次の手順に従って、回路を再現します。

PCBの注文と製造：

このステップには通常、プリント回路基板をオンラインで注文することが含まれ、OurPCBはこの目的のために回路基板製造サービスを提供します。

回路キャリブレーション：

回路の電源を入れ、すべての入力端子を短絡する必要があります。その後、ディスプレイに0Vが表示されるまでR6抵抗を微調整します。

コンポーネントの接続：

（回路の詳細をはんだ付けする必要があります。）

まず、回路図に示すように、ICL7107、IC 555発振回路、およびすべてのコンポーネントを接続します。次に、4つの7セグメントLEDディスプレイを追加し、図のように接続します。次に、LM7805を回路に統合します。また、GNDピンをグランドに接続する必要があります。その後、INピンをVCCに接続し、OUTピンをR101k抵抗に接続します。次に、その抵抗をLEDに接続します。LEDはアースに接続します。さらに、C8 10uFコンデンサの正の端をOUTピンに接続し、負のリード線をグランドに接続します。

概要

要約すると、デジタル電圧計回路は、デバイスが正しく動作することを保証するのに役立ちます。これは、2つの電圧ポイントを測定し、デジタル数値を生成することによって実現されます。もちろん、その番号は、7セグメントLEDディスプレイに表示される前に変換プロセスを経る必要があります。その後、数値は入力電圧を表す数字形式で表示されます。全体として、デジタル電圧計は、専門家やプロジェクトを作成するすべての人に役立つことが証明されています。

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