전압계 IC:전압 측정 도구

전압계 IC 정보，전자 회로의 두 지점 사이의 전압을 측정하면 많은 이점을 제공할 수 있습니다. 예를 들어 배터리와 같은 전기 장치가 의도한 대로 작동하는지 알려줍니다. 또한 전압계는 해당 배터리의 전압 차에 대해 알려줍니다. 전압계에는 일반적으로 정확한 측정을 제공하는 데 도움이 되는 ICL7107과 같은 특수 집적 회로 칩이 있습니다. 기본적으로 이들은 7세그먼트 LED 디스플레이와 함께 회로에 통합됩니다.

이 기사에서는 모든 전자 장치에서 사용할 수 있는 디지털 패널형 전압계 회로에 대해 설명합니다. 그럼 시작하겠습니다!

1. 전압계 IC 란 무엇입니까?

(디지털 전압계에는 정확한 전압 측정을 위한 IC L7107이 있습니다. 출처:Wikimedia Commons)

전압계 IC는 AC 또는 DC 전압 측정을 제공하고 값을 숫자 형식으로 표시합니다. 특히 Intersil의 ICL7107 3.5 ADC를 활용하는 경우가 많습니다. 그리고 0.1% 정확도에서 0-2000V 범위의 판독값을 보여주며 200mA 미만에서 실행됩니다. 또한 ICL7107의 회로는 디스플레이 드라이버, 클록, 7세그먼트 디코더 및 기준 전압 소스를 지원합니다.

그러나 전원 공급 장치 전압 변동, 온도, 입력 임피던스 등을 비롯한 다양한 조건이 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 디지털 전압계의 작동

(배터리의 전압을 측정하는 디지털 전압계)

입력 전압 범위

디지털 전압계(DVM)의 입력 범위는 ±1V에서 입니다. 1000V. 한편, 정밀 DVM은 0-20V 범위에서 1GΩ 입력 저항을 제공합니다.

디자인 및 작동 원리

디지털 전압계의 감쇠기는 입력 신호를 감소시키는 직렬 저항을 특징으로 합니다. 결과적으로 포인트 A 전압 레벨은 입력 전압 V_in과 일치합니다. . 전압 분할 규칙을 사용하면 지점 B(R2)에 지점 A(R1)에 비해 더 낮은 전압이 포함되어 있음을 알 수 있습니다. 한편 C 지점(R3)의 전압은 A와 B보다 낮게 유지됩니다.

(디지털 전압계에는 감쇠기가 있습니다. 출처:Wikimedia Commons)

전반적으로 감쇠기는 과도한 전압을 줄여 다른 통합 구성 요소를 손상시키는 것을 방지합니다. 의심할 여지 없이 감쇠를 통해 전자 회로를 보호하는 사전 정의된 저항성 네트워크로 작동합니다. 일반적으로 이것은 디지털 전압계의 10진수 카운트를 제공하는 10년 감쇠로 정의됩니다. 따라서 감쇠를 실행하면 10의 거듭제곱이 됩니다.

또한 ADC의 입력은 Vin/N을 입력 전압으로 제공합니다.

:N =1, 10, 100, 1000

또한 회로의 ADC는 아날로그에서 디지털로의 변환 기능을 제공하여 디지털 출력을 생성합니다. 이 경우 디지털 신호에는 0과 1의 두 가지 레벨이 있습니다. 이 프로세스는 일련의 디지털 펄스를 생성하므로 하나의 펄스는 1mV와 같습니다.

그 후 디케이드 카운터 장치는 디지털 펄스를 수신합니다. 사실, 여기에는 계단식 구성으로 설정된 30년 카운터가 포함되어 있습니다. 각각은 0부터 9까지 10개의 카운트를 제공합니다. 특히 3개 모두 1000까지 셉니다.

그런 다음 DC 7447은 7세그먼트 디스플레이에 BD 값을 표시하는 변환 프로세스를 수행합니다. 마지막으로 소수점 선택기는 전압의 크기에 따라 소수점 위치를 참조합니다.

3. 전압계 IC– 디지털 전압계 유형

(현재 시장에는 다양한 디지털 전압계 유형이 있습니다.)

램프 유형 DVM

램프 유형 DVM은 입력 전압이 0V로 떨어지는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 또한 램프 전압 레벨이 0V에서 입력 전압으로 증가하는 데 걸리는 시간도 측정합니다.

이중 경사 통합 유형 DVM

이중 슬로프 적분형 DVM은 스위치 S가 특정 시간 간격 동안 적분기에 아날로그 입력을 인가할 때 작동합니다. 그런 다음 비교기의 입력 전압 레벨이 적용 가능한 양의 값으로 증가합니다. 이 고정 시간 간격이 끝나면 전압 증가율이 입력 전압과 일치합니다.

스위치가 기준 전압으로 전환되는 동안 카운트는 0으로 구성됩니다. 이 시점에서 적분기의 출력은 비교기의 내부 기준 전압보다 작은 값에 도달할 때까지 감소합니다. 그 후 신호가 카운트를 트리거하여 완료됩니다.

통합형 DVM

통합형 DVM은 전압에서 주파수로의 변환 기술이 특징입니다. 기본적으로 입력 전압의 크기에 해당하는 펄스를 생성합니다. 전반적으로 이것은 주파수가 측정된 전압에 의존하는 일련의 펄스를 생성합니다.

연속 근사 DVM

이름에서 알 수 있듯이 연속 근사 DVM에는 연속 근사 변환기가 있습니다. 이 경우 초당 1000회 판독을 수행합니다. 먼저 시작 펄스를 시작/정지 Multivibrator에 분배합니다. 그러면 8비트 제어 레지스터에 10000000이 표시됩니다. 따라서 DAC의 출력은 기준 전압의 절반으로 구성됩니다.

전체적으로 측정 주기가 계속되다가 최종 카운트에 도달하면 멈춥니다.

4. ICL7107을 사용하여 디지털 전압계를 만드는 방법은 무엇입니까?

ICL7107과 함께 디지털 전압계를 위한 DIY 프로젝트를 포함했습니다. 자세히 알아보려면 아래를 계속 읽으십시오!

회로도:

(디지털 전압계 회로도)

간단한 디지털 전압계 회로는 0-200V 범위의 직류 전압을 측정합니다.

필수 구성요소:

• PCB – 1x
• 7세그먼트 LED 디스플레이 – 4x
• 555 IC 타이머 – 1x
• LM7805 – 1개
• ICL7107 – 1x
• 9V/12V 전원 공급 장치 - 1개
• 47k 저항 – 1x
• 1k 저항 – 5x
• 22k 저항 – 1x
• 10k 저항 – 1x
• 120k 저항 – 1x
• 5k 전위차계 – 1x
• 100nF 커패시터 – 3x
• 10uF 커패시터 – 2x
• 100pF 커패시터 – 1x
• 220nF 커패시터 – 1x
• 47nF 커패시터 – 1x
• LED – 1개
• 1N4148 다이오드 – 2개
• 프로브 – 1x

단계:

회로를 재현하려면 다음 단계를 따르십시오.

PCB 주문 및 제작:

이 단계에는 일반적으로 인쇄 회로 기판을 온라인으로 주문하는 것이 포함되며 OurPCB는 이를 위해 회로 기판 제작 서비스를 제공합니다.

회로 교정:

회로의 전원을 켜고 모든 입력 단자를 단락시켜야 합니다. 그런 다음 디스플레이에 0V가 표시될 때까지 R6 저항을 미세 조정합니다.

구성요소 연결:

(회로의 세부 사항을 납땜해야 합니다.)

먼저 ICL7107, IC 555 발진기 회로 및 모든 구성 요소를 회로도와 같이 연결합니다. 그런 다음 4개의 7-세그먼트 LED 디스플레이를 추가하고 그림과 같이 연결합니다. 다음으로 LM7805를 회로에 통합합니다. 또한 GND 핀을 접지에 연결해야 합니다. 그런 다음 IN 핀을 VCC에 연결하고 OUT 핀을 R10 1k 저항에 연결합니다. 그런 다음 해당 저항을 접지에 연결되는 LED에 연결합니다. 또한 C8 10uF 커패시터의 양극 끝을 OUT 핀에 연결하고 음극 리드를 접지에 연결합니다.

요약

요약하자면, 디지털 전압계 회로는 장치가 제대로 작동하는지 확인하는 데 도움이 됩니다. 두 개의 전압 지점을 측정하고 디지털 숫자를 생성하여 이를 달성합니다. 물론 그 숫자는 7세그먼트 LED 디스플레이에 나타나기 전에 변환 과정을 거쳐야 합니다. 그런 다음 숫자는 입력 전압을 나타내는 숫자 형식으로 나타납니다. 전반적으로 디지털 전압계는 전문가와 프로젝트를 만드는 모든 사람에게 유용한 것으로 입증되었습니다.

전압계 IC에 대해 궁금한 점이 있으신가요? 언제든지 저희에게 연락하십시오!