摘 要
电压表已有100多年的发展历史,虽然不断改进与完善,仍无法满足现代电子测量的需要.数字电压表自1952年问世以来,显示出强大的生命力,现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪器.
数字电压表可以显示清晰,直观,读数准确,准确度高,分辨力高,测量范围广,扩展能力强.测量速度快,输入阻抗高,集成度高,微功耗和抗干扰能力强等有点独占电压表产品的鳌头.
自动档位转换型电压表是一种较新的产品,它是将输入的电压信号进行比较,分析及确定信号所要走的档位,从而实现智能化,来简化操作.
本设计是针对档位自动转换直流数字电压表的原理,参数进行分析,设计.并对此设计加以计算,分析,准确度较高.
关键词 比较 A/D转换 隔离 基准电压
I
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Abstract
The voltmeter has already had developing history of more than 100 years. Though update and perfect,still unable to meet the demands of modern electronic measurement. Since coming out in 1952,it demonstrates strong vitalty become already now digital voltmeters.
Digital voltmeter by their show it is clear, Directly perceived through the senses,Readings accurate,Degrees of accuracy high,Resolving powers
high.Measured ranges wide,Expand strong ability measuring speed finish inputting impedance high,integrated level high,little consumptions whether strong sbility anti-interference merit monopolize voltmeter the fin hairs of product,fast.
Volmeter still a door of new developing products automatic shelf type who changes locations,it that voltage signal that input go on and compare,analyze.thus it is intelligent to realize,to simplify operating.
It is to analyze,designs to the shelf location automatic principle,parameter of changing the digital voltmeter of direct current to originally design.And calculate,an anyalysis to this design,the degree of accyracy is relatively high.
Key word comparison A/D conversions separation
reference voltage
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目录
摘 要 ...................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... II 第1章 绪 论 ...................................................................................................... 1
1.1 课题背景 .................................................................................................. 1 1.2 数字电压表的主要特点 ......................................................................... 1 1.3 数字电压表发展的新趋向 ..................................................................... 3 第2章 自动换档直流数字电压表的基本结构 .................................................. 4
2.1 数字部分 .................................................................................................. 4
2.1.1 数字电压表的数字部分组成框图及结构 ................................ 4 2.1.2 数字电压表数字部分的各部分介绍 ........................................ 5 2.2 模拟部分 .............................................................................................. 7
2.2.1 数字电压表的模拟部分组成框图及结构 ............................ 7 2.2.2 数字电压表模拟部分的各部分介绍 .................................... 7 2.3 自动换档直流数字电压表的总体结构 .......................................... 11 第3章 自动换档直流数字电压的电路原理 ..................................................... 12
3.1 自动换档直流数字电压表的数字部分 .............................................. 12
3.1.1 数字部分电路的分析 ............................................................... 12 3.1.2 数字部分电路的参数 ............................................................. 14 3.2 自动换档直流数字电压表的自动控制电路 ...................................... 14 3.3 自动换档直流数字电压表的分压电路 .............................................. 15 3.4 自动换档直流数字电压表的整机原理 .............................................. 16 第4章 自动换档直流数字电压表的整机调试 ................................................ 17 结论 .......................................................................................................................... 18 致谢 .......................................................................................................................... 19 参考文献 .................................................................................................................. 20 附录1 自动转换量程数字电压表整机电路图 ................................................. 21
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附录2 实物图 ....................................................................................................... 22 附录3 元件清单 ................................................................................................... 23
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第1章 绪 论
1.1 课题背景
随着人类生活中科技含量的增长，电子类产品已成为现代人类物质生活中不可缺少的一部分。那么，设计和维修这些电子产品就需要一些工具，如：示波器，电压表等。下面，我们着重研究一下电压表。
传统的模拟式电压表已有100多年的发展历史，虽然不断改进与完善，仍然无法满足现代电子测量的需要。但模拟式电压表却为数字电压表奠定了基础，是数字电压表的一个重要里程碑。
数字电压表自1952年问世以来，显示出强大的生命力，现已成为在电子测量领域中应用最广泛的一种仪表。但数字电压表虽有许多优点，仍存在一些不便，如需要手动调档，稍不注意就可能将表烧毁。方便人类是电子产品的灵魂所在，所以自动换档成为新兴的课题。下面将对数字电压表的特点作介绍。
1.2 数字电压表的主要特点
数字电压表简称 DVM(Digutal Voltmeter)。它是采用数字化测量技术，把连续的模拟量(直流输入电压)转换成不连续，离散的数字形式并加以显示的仪表。智能化数字电压表则是大规模集成电路，显示技术，计算机技术，自动测试技术的产品。
数字电压表主要有以下特点： 1.显示清晰，直观，读数准确
传统的模拟式电压表必须借助于指针和刻度盘进行读数。在读数过程中不可避免的会引入人为的误差，并且还容易造成视觉疲劳。数字电压表则采用先进的数字显示技术，使显示结果一目了然只要仪表不发生跳变现象，测
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量结果就是唯一的，不紧保证了读数的客观性与准确性，还符合人们的读数习惯，能够缩短读数和记录的时间。
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即误差的综合。它表示测量结果与真值的一致程度，也反映测量误差的大小。一般讲准确度越高，测量误差越小，反之则越大。
根据准确度的高低，可将数字电压表分成若干等级。直流数字电压表共分为11个等级：0.0005，0.001，0.002，0.005，0.01，0.02，0.05，0.1，0.2，0.5，1.0。
3.分辨率高
数字电压表在最低电压量程上末位1个字所对应的电压值，称作仪表的分辨力，它反映出仪表的灵敏度的高低。分辨力是指所能显示的最小数字与最大数字之比，通常用百分数来表示。
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，配上高压探头还可测量几千伏的电压。
5.测量速度快
数字电压表在每秒鈡内被测电压的测量次数，叫测量速率，单位是“次/s”。它主要取决于A/D转换器的转换速率。
6.输入阻抗高
数字电压表具有很高的输入阻抗，通常为10MΩ-10000MΩ，最高可达100000MΩ。这样在测量时从被测电路上吸取的电流极小，不会影响被测信号源的工作状态，由此可减小信号源内带来的附加误差。
7.集成度高，微功耗
新型数字电压表普遍采用CMOS大规模集成电路，整机功耗很低。 8.抗干扰能力强
噪声干扰大致分两类，一类是串模干扰，干扰电压与被测量信号串连后加至仪表的输入端;另一类是共模干扰，干扰电压同时加于仪表的两个输入端.衡量仪表干扰能力的技术指标也有两个：串模抑止比和共模抑止比。
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高档数字电压表大多采用数字滤波和浮地保护等技术，进一步提高了抗干扰能力，其共模抑制比可达到100—80dB，串模抑制比为100dB左右。
1.3 数字电压表发展的新趋向
目前数字电压表正进入一个蓬勃发展的新时期。一方面它开拓了电子测量领域的先河，另一方面它本身正朝着高准确度，智能化，低成本的方向发展。
1.采用新技术，开发新产品
数字电压表的新产品总是依托新技术而问世的。近些年来，新技术的涌现，不断的被采用，迅速转化成生产力。
2.单片专用IC的广泛应用
集成电路强大的生命力在于应用。目前国内外都在积极开发供数字仪表使用的单片专用IC，为研制高性价比数字电压表以及智能仪器创造了条件。
3.多重显示仪表
多重显示仪表能同时显示同一被测信号的两种不同参数，例如交换电压值与频率值。
4.广泛采用新器件，新工艺
近年来，电子模块，电子模板，表面安装元件，超小型集成电路等新器件正越来越广泛的用于数字电压表中。
此外，数字电压表在安装工艺，外观设计，安全性，可靠性等方面也在不断改进，日趋完善。
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第2章 自动换档直流数字电压表的基本结构
由于数字电压表只能测量很小范围的输入信号，所以手动换档的数字电压表在A/D转换前加各档的衰减电路，依人的意识来判断应该用哪一档位。自动换档数字电压表依输入信号的大小来控制信号应该走哪一档位。所以，自动换档数字电压表整体分为两大部分：模拟部分和数字部分。
2.1 数字部分
2.1.1 数字电压表的数字部分组成框图及结构
普通数字电压表的基本结构如图2.1.1所示。主要包括8个部分：①输入电路；②A/D转换器；③基准电压源；④计数器；⑤逻辑控制器；⑥译码驱动器；⑦数字显示器；⑧电源。总电路由可归纳为模拟与数字两大部分，①～③为模拟部分，④～⑦是数字部分。
基准电压源数字显示器输入电路模拟量（A）A/D转换器数字量（D）计数器译码驱动器电源逻辑控制器图图一、2.1.1 数字电压表的基本结构 4
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2.1.2 数字电压表数字部分的各部分介绍
输入电路的作用是将基本量程变为扩展量程，以便构成多量程数字电压表，满足各种测量的需要。当扩展量程高于基本量程时，需经分压器对输入电压进行衰减，再送至A/D转换器中。若扩展量程低于基本量程，应通过前置放大器将输入电压进行放大。A/D转换器是DVM的心脏，利用它可将模拟量转换在数字量中。逻辑控制器是仪表的中枢，用以控制A/D转换顺序，保证测量正常进行。A/D转换结果就反映在计数器中，并通过译码电路变换成笔段码，最后驱动显示器显示出相应的数值。数字电压表的电源主要分4种：直流电源，交流电源，交-直流两用电源，不间断电源UPS。
数字电压表中常用的显示器件有辉光数码管、荧光数码管（VFD），液晶显示器（ECD），发光二极管数码显示器（LED），CMOS-LED光电组合器（CL），LED点阵显示器。这几种显示器的主要性能比较见表2.1.1。由表可见，在各种显示器中以LCD的功耗最低，而LED的发光响应时间最短，寿命最长。因此目前的数字电压表大多采用LED或LCD显示器，二者均可由集成电路直接驱动。
表2-1-1 几种显示器件的性能比较
早期显示器 辉光管 工作电压 工作电流 典型功能 发光响 150µs 应时间 最高工 — 作频率 发光颜色
桔红、橙 绿 本身不发光 5
红、绿、橙、红、橙 橙红、红、绿 — 几百赫 几兆赫 ≥2.5MHz 几兆赫 1ms 50ms <0.1µs <0.1µs <0.1µs 175V 2mA 350mW VFD 20V 6mV 120mW LCD 4～6V方波 10µA 50µW 新型显示器 一位CL组合LED 器件 1.7～2.5V 30～60mA(7段) 70mW VDD=5V 30～80mA(7段) 200mW 60mW 阵（巨阵极） ≤2.5V 10 mA 5×7LED点哈尔滨工业大学毕业设计（论文） 黄 显示亮度 平均使用大于500h 寿命 2000h 5000h 大于10万h — — 高 较高 低 高 高 高 普通数码管只能显示0～9的数字，用途仅限于数字显示，不能显示字符、汉字及图案。或将许多发光二级管按照点阵形式排列起来，显示内容就非常丰富，显示方式也异常灵活。LED点阵显示就是以发光二及管为基本发光单元—象素，再按行与列的顺序而成的新型显示器件。它具有发光亮度高、参数一致性好、可靠性高、接线简单、拼装方便等优点，能构成各种尺寸的显示屏。因此适合于由计算机控制的数字电压表等智能仪器中，利用先进的智能显示技术来取代传统的数显技术。
在A/D转换器中，因为输入的模拟性能好在时间上是连续量，而输出的数字信号是离散量，所以进行转换时必须在一系列选定的瞬间对输入的模拟信号取样，然后再把这些取样值转换为输出的数字量。因此，一般的A/D转换过程是通过取样、保持、量化、编码这四个步骤完成的。
目前，A/D转换器的类型多达数十种，其中常见形式见表2.1.2。
表2-1-2 A/D转换器的分类
类型 积分型 斜波型 比较型 脉宽型 复合型 形式 双积分式，多重积分式，电荷平衡式 斜波（V/T）式，阶梯斜波式，多斜式 逐次比较工，跟随比较式，余数再循环比较式 脉冲宽度调制式（PWM） 积分斜波式，两次取样式，多次取样式 6
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2.2 模拟部分
2.2.1 数字电压表的模拟部分组成框图及结构
模拟部分也就是数字部分所说的输入电路，由于电路的功能不同，所以，输入电路的结果也就不同。其基本结构如图2.2.1所示。它主要包括6个部分：①分压器；②电压比较器；③基准电源；④驱动电路；⑤自控开关；⑥分压电路。
2.2.2 数字电压表模拟部分的各部分介绍
1.继电器
继电器也属于开关类，它是利用电磁原理，机电原理使接点闭合或断开来驱动或控制相关电路的。
继电器为一种控制器件，它由受控系统（输入回路）和控制系统（输出回路）两部分。当输入量（电、磁、光、热等物理量）达到某一定值时，输出量跃变式的由零变化到一定值（或由一定值突跳到零）。从而实现对电路的控制、保护、调节和传递信息等目的。
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开关3开关2开关1分压电路驱动1分压器电压比较1驱动2电压比较2驱动3基准电源图二、图2.2.1 三档自动转换直流数字电压表输入电路框图 2.继电器的技术参数
（1）动作电压（电流）正常值或最大值：继电器在温度为+20℃时，动作电压（电流）的最大允许值为正常值，而在最高工作环境温度下的动作电压（电流）的最大允许值称为最大值。
（2）保持电压（电流）正常值或最大值：继电器在温度为+20℃时，所有触点继续保持在动作状态所需要的线圈电压（电流）的最小值称为正常值；而在最高工作环境温度下，其所有触点继续保持在工作状态所需要的线圈电压（电流）的最小值称为最大值。
（3）释放电压（电流）的正常值或最小值：继电器的最低工作环境温度下，释放电压（电流）的最小允许值称为正常值；在环境温度下，释放电压（电流）的最小允许值称为释放电压（电流）的最小值。
（4）线圈直流电阻：环境温度为+20℃时，在线圈两端所测得的直流电阻值，一般以欧姆为单位。
静态接触电阻：当触点静态接触时，以闭合触点的两引出端所测得的直流电阻值。
动作时间：对处于释放状态的继电器，即在规定条件下加规定的输入激励量值的瞬间至输出动作使触点闭合或断开到静触点闭合需要的时间间隔。
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绝缘电阻：由于外部振动冲击或线圈电流的变化，而使本身弹性变化引起的闭合触点的断开、闭合、再断开、再闭合所持续的时间。
3.电压比较器
电压比较器通常用来判断输入信号的相对大小，对信号性质进行控制或根据输入信号的幅度决定输出信号的极性。
常用的电压比较器有三种：过零比较器、单限比较器和迟滞比较器（滞回比较器）。
(1)过零比较器：图2.2.2（a）所示电路是一个电压比较器，在这个电路中，运放是开环应用的。电压Vi 是输入信号，VR是参考电压。根据理想运放条件，当Vi＜VR时，运放输出电压VO=+Vom；Vi>VR，输出电压VO=-Vom，因此根据输出电压的极性可以判断输入信号Vi是大于参考电压VR，还是小于VR。
如果将图2.2.2（a）所示电路的同相端直接与地相接，就构成一个过零比较器。
图2.2.2 过零比较器及输入——输出特性曲线
输入信号Vi从负值进入正值，在过零处，输出电压Vo的极性发生变化，从+Vom跳变到-Vom。比较器的输出电压Vo与输入电压Vi之间的关系曲线，称为输入——输出电压特性曲线。过零比较器的输入——输出曲线如图2.2.2（b）所示。
在图2.2.2（a）中信号电压Vi从运放的反相端输入，同相端接地，信号电压从负值进入正值，在过零处，输出电压VO，从Vom变为-Vom。这样的输入——输出特性称为下行特性。
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如果信号电压Vi作用在运放的同相端，运放的反相输入端接地（即参考电压VR＝0），如图2.2.3（a）所示。这时电路的输入——输出特性曲线如图2.2.3（b）所示。信号电压Vi从Vi负值进入正值，过零处，输出电压Vo从-Vom变为+Vom。这种输入——输出特性称为上行特性。
图2.2.3 过零比较器及输入——输出特性曲线
如果要求对比较输出电压的幅值加以限制，可以在比较器的输出端接入一个稳压管限幅电路，如图2.2.4（a）、（b）所示。
图2.2.4 稳压管限幅电路
(2)单限电压比较器
参考电压VR≠0的比较器称为单限电压比较器，如图2.2.5（a）所示，它与过零比较器的区别仅在于输出电压Vo，极性变化在Vi=VR处，其输入——输出特性曲线如图2.2.5（b）所示。
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图2.2.5 单限电压比较器及其输入——输出特性曲(3)迟滞比较器
如果在过零比较器或单限比较器电路中引入正反馈，这时比较器的输入——输出特性曲线具有迟滞回线形状，这种比较器称为迟滞比较器（或滞回比较器）。
2.3 自动换档直流数字电压表的总体结构
经过前两节的介绍，已经对自动换档直流数字电压表的两大部分有了一些了解，将它们组合在一起就是自动换档直流数字电压表的结构。如图2.3.1所示。
开关3开关2开关1分压器基准电压源数字显示器分压电路输入电路模拟量（A）A/D电压比较1驱动1驱动2驱动3转换器数字量（D）计数器译码驱动器电压比较2电源基准电源逻辑控制器图三、自动换档直流数字电压表整机框图图2.3.1 自动换档直流数字电压表整机框图 11 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
第3章 自动换档直流数字电压的电路原理
从本章开始，我们将开始对电路各个部分进行具体的原理分析和参数的计算。
3.1 自动换档直流数字电压表的数字部分
单片A/D转换器是采用CMOS工艺，将模拟电路与数字电路集成在同一具芯片上，并且能配数显器件显示A/D转换结果的专用集成电路。80年代以来，随着CMOS大规模集成电路和超大规模集成电路的发展，各种新型单片A/D转换器如雨后春笋竞相问世。这类芯片集成度高，功能完善，价格较低，能以最简方式构成一块数字仪表或测试，被广泛用于新型数字仪表、智能仪器中。其共同特点是测量准确度高、分辨力强、外围电路简单、耗电省、体积小、成本低、具有很高的性能价格比。
本设计是以ICL7107为核心的数字电路。电路图参考附录1。
3.1.1 数字部分电路的分析
1. ICL7107的特性
ICL7107是专为驱动LED显示器而设计的31位双积分式A/D转换器。
2ICL7107的主要特点：
（1）能直接驱动共阳极LED显示器，不需另加驱动电路和限流电阻，使整机电路简化。
（2）显示清晰，亮度高，便于夜间观察。
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（3）第21脚（GND）为数字地，第37脚（TEST）经内部500Ω电阻与GND接通。
（4）采用±5V双电源供电，第21脚GND需接电源中点（零伏）。 （5）ICL7107本身功耗小于15mW，最大静态电流为1.8mA。 （6）、设驱动电流的典型值为8mA，最值为5mA。31位LED显示
2器的全亮电流可达一百几十毫安，这时仪表的总功耗为几百毫瓦。因此，仪表大多采用交流供电方
式，将220V交流电压经过降压、整流、滤波、稳压后，获得±5V双电源，供仪表使用。显示器可采用7段共阳LED数码管。
（7）、芯片内部无小数点驱动信号，使用时可将共阳极LED数码管LED的功共阳极接V+，当小数点经过几百欧姆限流电阻接至GND时，该小数点发光；小数点接V+时熄灭。小数点位置可以固定，亦可通过转换开关进行选择。
2. ICL7107引线功能
ICL7107采用标准的陶瓷或兼双列直插40引线封装，引线排列如图3-1-4所示。各引线的功能说明如下：
aU ～ gU 为个位一的段驱动信号，接个位LED的a～g对应段笔画。 aT ～ gT 为十位一的段驱动信号，接十位LED的a～g对应段笔画。 aH ～ gH 为百位一的段驱动信号，接百位LED的a～g对应段笔画。 abK为千位的驱动信号，接千位LED的a和b段。
PM为负数指示信号，接千位LED的g段笔画或负号段，当信号为负值时，该段点亮，正值则不显示。
GND为逻辑线路地电位端。 OSC1和OSC2为时钟脉冲发生器的接线端
VREF+和VREF-为参考电压的接线端。
CREF+和CREF-为参考电容的接线端。
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COM为公共模拟地端。 IN+和IN-为模拟信号输入端。 BUF为缓冲器输出端，接积分电阻。
AZ为积分器和比较器的反相输入端，接自动稳零电容。 INT为积分器输出端，接积分电容。
TEST为灯光测试端，在检查LED时该端通过500Ω电阻与GND相接，则各段均显示。
V+为电源正极，通常接+5V。 V-为电源负极，通常接-5V。
根据对ICL7107的介绍，可以由以上公式推出本设计A/D转换部分的元件参数。
3.1.2 数字部分电路的参数
计算后，得到R2、C5的取值分别为100KΩ和100pF；C6取值0.1µF；C7取值0.01µF；C8、C9、R24的取值分别为0.47µF、0.22µF和47KΩ；R23取值1MΩ；RP6、R19的取值分别为1KΩ和24KΩ。
3.2 自动换档直流数字电压表的自动控制电路
本节将着重分析、计算自动换档直流数字电压表控制电路的原理及参数。
本控制电路是采用电压比较器开关控制继电器的吸合与释放，比较器采用了双运放的TL082，将其连成单限电压比较器。基准电压选择0.1V和1V（也可选择其它值）。
R11、RP1组成输入衰减电路，将输入的电压信号20倍衰减，设R11选取100K，输入电压为2V时，那么根据分压公式得
0.1VRX2V
100KRX14
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得到RX为5.26K，所以我们选10K的多圈电位器。通过同样的方法我们可以算出R1、R13、RP3及R2、R3、RP2的值，这里取R1为27K，R13为10K，RP3为1K，R2为56K，R3为4.7K，PR2为5K。其余电阻为限流电阻。
工作原理为：当有输入电压时，经过衰减器将信号电压20倍衰减，送入IC2A进行隔离（因为电压表是从电路中取电压，所以输入电阻一定要大，才不致影响被测电路的正常工作状态）。然后进行电压比较，比较后由比较器输出的信号去控制三极管的导通与截止，从而控制继电器的吸合与释放。
3.3 自动换档直流数字电压表的分压电路
由于ICL7107的输入电压要小于200mV，所以对输入的电压信号要进行分压，具体电路如图3.3.1所示。
因为分压输出为200mV，所以当输入2V时，要衰减10倍；输入20V是，要100倍衰减；输入200V时，要衰减1000倍。设R取值10K，则
1R10 10RR110R1得R1为90K：
1R10 100RR1R21090R215
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得R2为900K：得R3为9M。
1R10 1000RR1R2R31090900R33.4 自动换档直流数字电压表的整机原理
通过前面几章的介绍，相信大家对自动换档直流数字电压表有了一定的了解。下面，我们将对电压表的整机进行一个全面的讲解。
整机电路图见附录1所示。
信号电压从输入端输入，经分压器（R11，RP1）分压衰减20倍输出，由R12限流送入运放IC2A，运放在这里搭接成射随器的形式，起隔离作用，防止输入电阻过小，影响被测电路的正常工作。IC2A输出送入两个比较器。两个比较器的基准电源分别为0.1V和1V，由于基准电源要求较高，所以用两个稳压管来稳压。通过R1、R13、RP3和VZ2，使IC3B得到比较稳定的0.1V电压；而通过R2、R3、RP2和VZ1，使IC3A得到比较稳定的1V电压。R9和R10分别为IC3A和IC3B的限流电阻。经比较器比较，如果输入电压小于0.1V时，IC3B输出低电平，使三极管VT2导通，VT4截止，VT2导通致使J1动作，触点吸合。信号电压直接送入分压电路的2V档处。此时，IC3A输出为高电平，三极管VT1截止。J3不动作，由于IC3A输出高电平使VT3导通，但VT4截止，导致J2也不动作。VT2导通，VD4发光，表示电压表工作在2V档。当输入信号电压大于0.1V小于1V时，IC3A、B同时输出高电平，使VT1、VT2截止，VT3、VT4同时导通，J2动作，J1、J3不动作。VD5发光，告知当前电压表工作在20V档；当输入信号电压大于1V时，IC3B输出高电平，使VT2截止，VT4导通，IC3A输出为低电平，使VT3截止，VT1导通，J3动作，J1、J2不动作，同时VD6发光，告知当前电压表工作在200V档。信号电压再经过分压电路送入ICL7107进行A/D转换，输出数字信号显示。
由于ICL7107内部没有小数点驱动电路，所以我们可以自行加装小数点驱动。因为ICL7107驱动的是共阳极的数码管，所以当输入为低时，相应的段点亮。我们在三个继电器的线圈正极接上三个非门，当某一个继电器动作
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的同时，非门输入为高电平，而输出为低电平，使相对应的小数点点亮，而继电器不动作时，非门输入为低电平，小数点不亮。
以上就是三量程自动转换直流数字电压表的原理。
第4章 自动换档直流数字电压表的整机调试
本电路的调试非常之简单。首先，在输入端输入一个2V的电压，调RP1电位器，使IC2A的输入为0.1V即可；然后，调RP3电位器，使IC3B的反相输入（基准电源）端电压为1V。由于本电路采用±12V电源供电，所以ICL7107的±5V需经分压取得。调节RP4、RP5两电位器，使的ICL7107的第1脚和第26脚的分别为±5V。调节电位器RP6，使ICL7107的第35、36脚间电压为100mV。至此，电路应该正常工作，显示误差为2个字。
应当注意的是，由于ICL7107内部没有小数点驱动，需用非门来驱动，所以非门的输入端接的地方非常重要，一定是接在继电器的正极上，不能接在其他地方，否则会导致小数点不正常发光。
附录3是本电路的元件及参数，仅供参考。 至此，本设计的说明已结束。
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结论
通过两个多月的毕业设计，我完成了一块非常有实用价值的电子类测量仪表。此电路经过立题、研究、理论、详细设计、总体设计、电路分析、电路设计、部分电路调试、整机调试，才最终完成。
此电路是基于普通数字电压表而设计的，利用了电压比较电路、分压电路、A/D转换电路和积分电路等基本电路组合而成。
本设计电路能够按照所需进行测量，误差在允许的范围内，精确度也较高，如果选取的元件精度再高一些的话，仪表的精确度会更高。同时，此电路功能扩展很方便，如加整流滤波电路，就可测量交直流信号电压。
此电路从思想到实现，从立题到电路设计都是在导师指导下由我独立完成的。
经过此次毕业设计，我觉得我在电路开发上又向前走了一大步，获益非浅。它为我建立了一个电路开发的总体概念，毕业设计的目的已经达到。
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哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
致谢
在我的整个毕业设计制作和论文的撰写过程中，要特别感谢赵建新导师给予的悉心指导。赵老师严谨的治学态度和渊博的知识，使我无论是在理论知识还是实践操作上都取得了长足的进步。在整个电路的设计和整机调试的过程中，赵老师不厌其烦地进行的指导，在此我对赵老师的关怀和指导表示深深地感谢。电子系的老师们在每一阶段的检查中都给我提出了宝贵的建议，使我在以后的工作中减少了很多的错误，毕业设计把我在三年学习的知识进行总结，在这一过程中是我巩固了以前学过的知识，同时对电路的设计也有了更深入的了解。在此谨向各位老师致以崇高的敬意和最衷心的感谢
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参考文献
[1].《集成运算放大器及其应用》 孔有林 编著 北京邮电出版社 [2].《集成运算放大器实用基础》 王泳涛 编著 北京工业出版社 [3].《集成运算放大器分析与设计》 易 明 编著 北京工业出版社 [4].《集成运算放大器的应用》 张新昌 编著 北京高等教育出版社
[5].《集成运算放大器实用电路》 秦世才 编著 天津科学技术出版社
[6].《集成运算放大器及其应用》 孔有林 编著 北京邮电出版社 [7].《电子仪器与测量技术》 刘 辉 编著 中国科学技术大学出版社
[8].《新型数字电压表原理与应用》 沙占又 李学芝 邱 凯 编著 国防工业出版社
[9].《数字电子技术基础》 许孟尝 编著 高等教育出版社
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附录1 自动转换量程数字电压表整机电路图
888g2f2e2d2c2b2a2ggggcbadpcbadpcbadpcbadp
RU17162432415961075847016a015b014c013d012e011f010g0971624324159610758RU216a115b114c113d112e111f110g19200V47071624324159610758RU31615141312111097642191052V8VCCVCCVCCVCCRU22470470LED1数码管LED2数码管LED3数码管470LED4数码管e2c2a2g2b3c3d0c0b0g0e0d1c1b1e1g1d2b2f220g3a0f09101112131425a1f11516171824232219IC1e2c2a228g2b3c3d0c0b0g0e0d1c1b1e1g1d2b2f21g3a0f0a1f112626403938363534333231302927RP421ICL7107VSS40393836353433323130292827C6C721VZ45VRP510KR20100VZ35V10KR21100KC5100pF0.1UF0.01UFC80.47UFR2447KC90.22UFR25100R1924KRP61KC4R231M6R16R17RPB100KIC4B820KRPC10KR1882KR2210K75C2TL0820.1U/63V374LS04VD5VT38050VT48050J2IC2B100U/25VRPA1MC38.2M20V4100U/25V200VR880/0.5WLED2323VD29V/2000.1U/63VJ3VD6R7180/0.5WLED3R1410K22VC16IC4C74LS04IN414811VT18550IC4A74ALS04R1510K52J19V/200VD3VD43IN4148R44.7KLED9V/200VD11VT28550211R6IN4148R54.7K1180/0.5WIC2AVDD487VSSIC3BTL082TL08223R952.2KR227KR10056KR33KRP25KVZ13VR1310K6R102.2KRP31KVZ21IC3A2VVDDVSSVDD48TL082VSS2Z23213R1210K三针接插件RP110KR1100K两针接插件21Z1 21
VDD2345678g3RU23b3c3dpgffededacb20Vdpgffededacbdpgffededacbdpgffededacb哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
附录2 实物图
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附录3 元件清单
元件名称 参数 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16
元件名称 R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 R25 RU1 RU2 RU3 RU4 RP1 RP2 RP3 RP4 RP5 RP6 VD1 VD2 VD3 VD4 VD5 VD6 参数 900K 90K 24K 100 100K 10K 1M 47K 100 470 470 470 470 10K 5K 1K 10K 10K 1K 元件名称 VT1 VT2 VT3 VT4 VZ1 VZ2 VZ3 VZ4 LED1 LED2 LED3 LED4 J1 J2 J3 IC1 IC2A IC2A IC3A 参数 8550 8550 8050 8050 3V 2V 5V 5V 共阳数码管 共阳数码管 共阳数码管 共阳数码管 0.1µ/63V 0.1µ/63V 100µ/25V 100µ/25V 100Pf 0.1µF 0.01µF 0.47µF 0.22µF 56K 27K 3K 4.7K 4.7K 180/0.5W 180/0.5W 82/0.5W 2.2K 2.2K 100K 10K 10K 10K 10K 9M 9V继电器 9V继电器 9V继电器 ICL7107 TL082 TL082 TL082 TL082 74LS04 74LS04 74LS04 两针接插件 三针接插件 1N4148 IC3B 1N4148 IC4A 1N4148 IC4B LED LED LED 23
IC4C Z1 Z2 哈尔滨工业大学毕业设计（论文）
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