数字万用表双积分 ADC 的工作原理分析

数字万用表是高精度仪器。数字万用表的双积分 ADC 是让万用表达到高精度的关键器件。

图 1 是双积分 ADC 的工作原理。

图 1 双积分 ADC 的工作原理

双积分 ADC 包括 2 个部分：第一部分是充电和积分电路（图 1 的上升部分）；第二部分是放电部分（图 1 的下降部分）。

在上升部分，未知信号按固定时间（t1)给积分器充电（积分时间通常是市电周期的整数倍数，以抑制市电干扰）。在下降部分，积分器按参考电压进行固定速率的放电，t2 是放电时间，由计数器计数，以测量未知的输入电压。

图 2 是最经典的数字万用表 34401A 的结构框图。

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图 2 业界经典的数字万用表 34401A 的结构框图

34401A 数字万用表包括几个部分：

1）前面板输入和后面板输入选择部分；

2）测试功能切换部分；

3）直流放大和电阻测试中的电流产生电路；

4）AC 测量中的 AC 到 DC 转换电路；

5）双积分 ADC 部分；

6）逻辑控制和处理部分；

7）编程接口部分；

8）供电部分；

9）前面板部分。

直流电压 DC、交流电压 AC、电流 I、4 线电阻的测量内部原理如下：

图 4 AC 测量内部原理

图 3 DC 测量内部原理

图 5 电流 I（ACI,DCI）测量内部原理

图 6 4 线电阻测量内部原理