DT830B 數(shù)字萬用表裝配實驗報告

1、年級： 班組： 姓名： 學(xué)號： DT830B數(shù)字萬用表裝配實驗報告實驗日期： 實驗名稱：DT830B數(shù)字萬用表裝配 一：實驗?zāi)康?、 通過DT830B數(shù)字萬用表裝配實驗，進一步加深對數(shù)字萬用表電路原理的認識，能熟練的測量各種物理量。2、 了解ICL7106的各個引腳和他的數(shù)模轉(zhuǎn)換功能。3、 了解液晶顯示的原理和使用方法。4、 初步學(xué)會通過電路圖焊接電路板。掌握一些簡單的電路焊接工藝。5、 了解各種測試儀器的用法并樣品進行測試和矯正二：實驗器材1、 DT830型3/2位數(shù)字萬用表的各種零配件和相關(guān)的材料說明。見DT830B元件清單（一）和DT830B元件清單（二）。2、 焊接電路板所需的烙鐵和錫

2、以及松香。3、 一個標(biāo)準的數(shù)字萬用表、螺絲刀、鑷子、刀片等。三：實驗原理 1、ICL7106原理介紹ICL7106是目前廣泛應(yīng)用的一種3位A/D轉(zhuǎn)換器，能構(gòu)成3位液晶顯示的數(shù)字電壓表。一、ICL7106的工作原理1. ICL7106的性能特點（1）采用7V15V單電源供電，可選9V疊層電池，有助于實現(xiàn)儀表的小型化。低功耗（約16mW），一節(jié)9V疊層電池能連續(xù)工作200小時或間斷使用半年左右。（2）輸入阻抗高（1010）。內(nèi)設(shè)時鐘電路、2.8V基準電壓源、異或門輸出電路，能直接驅(qū)動3位LCD顯示器。（3）屬于雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換準確度達0.05，轉(zhuǎn)換速率通常選2次秒5次秒。具有自動調(diào)

3、零、自動判定極性等功能。通過對芯片的功能檢查，可迅速判定其質(zhì)量好壞。（4）外圍電路簡單，僅需配5只電阻、5只電容和LCD顯示器，即可構(gòu)成一塊DVM。其抗干擾能力強，可靠性高。（5）工作溫度范圍是070，但受LCD限制，儀表環(huán)境溫度一般為040，相對濕度不超過80。2. ICL7106的引腳功能ICL7106采用DIP40封裝，引腳排列如上圖所示。U+、U分別接9V電源（E）的正、負極。COM為模擬信號的公共端，簡稱模擬地，使用時應(yīng)與IN、UREF端短接。TEST是測試端，該端經(jīng)內(nèi)部500電阻接數(shù)字電路的公共端（GND），因二者呈等電位，故亦稱做數(shù)字地。該端有兩個功能：作測試指示，將它接U時LC

4、D顯示全部筆段1888、可檢查顯示器有無筆段殘缺現(xiàn)象；作為數(shù)字地供外部驅(qū)動器使用，來構(gòu)成小數(shù)點及標(biāo)志符的顯示電路。a1g1、a2g2、a3g3、bc4分別為個位、十位、百位、千位的筆段驅(qū)動端，接至LCD的相應(yīng)筆段電極。千位b、c段在LCD內(nèi)部連通。當(dāng)計數(shù)值N1999時顯示器溢出，僅千位顯示“1”，其余位消隱，以此表示儀表超量程（過載溢出）。POL為負極性指示的驅(qū)動端。BP為LCD背面公共電極的驅(qū)動端，簡稱“背電極”。OSC1OSC3為時鐘振蕩器引出端，外接阻容元件可構(gòu)成兩級反相式阻容振蕩器。UREF、UREF分別為基準電壓的正、負端，利用片內(nèi)UCOM之間的2.8V基準電壓源進行分壓后，可提供所

5、需UREF值，亦可選外基準。CREF、CREF是外接基準電容端。IN、IN為模擬電壓的正、負輸入端。CAZ端接自動調(diào)零電容。BUF是緩沖放大器輸出端，接積分電阻RINT。INT為積分器輸出端，按積分電容CINT。需要說明，ICL7106的數(shù)字地（GND）并未引出，但可將測試端（TEST）視為數(shù)字地，該端電位近似等于電源電壓的一半。 3. ICL7106的工作原理ICL7106內(nèi)部包括模擬電路和數(shù)字電路兩大部分，二者是互相聯(lián)系的。一方面由控制邏輯產(chǎn)生控制信號，按規(guī)定時序?qū)⒍嗦纺M開關(guān)接通或斷開，保證A/D 轉(zhuǎn)換正常進行；另一方面模擬電路中的比較器輸出信號又控制著數(shù)字電路的工作狀態(tài)和顯示結(jié)果。下面

6、介紹各部分的工作原理。（1）模擬電路模擬電路由雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，電路如下圖所示。主要包括2.8V基準電壓源（E0）、緩沖器（A1）、積分器（A2）、比較器（A3）和模擬開關(guān)等組成。緩沖器A4專門用來提高COM端帶負載的能力，可謂設(shè)計數(shù)字多用表的電阻擋、二極管擋和hFE擋提供便利條件。這種轉(zhuǎn)換器具有轉(zhuǎn)換準確度高、抗串模干擾能力強、電路簡單、成本低等優(yōu)點，適合做低速模數(shù)轉(zhuǎn)換。每個轉(zhuǎn)換周期分三個階段進行：自動調(diào)零（AZ）、正向積分（INT）、反向積分（DE），并按照AZINTDEAZ的順序進行循環(huán)。令計數(shù)脈沖的周期為TCP，每個測量周期共需4000TCP。其中，正向積分時間固定不變，T110

7、00TCP。儀表顯示值 （11-3-1）將T11000TCP，UREF100.0mV代入上式得N10UIN 或UIN0.1N （11-3-2）只要把小數(shù)點定在十位上，即可直讀結(jié)果。滿量程時N2000，此時UM2UREF200mV，儀表顯示超量程符號“1”。若需改裝成2V量程的數(shù)字電壓表，可按表11-3選擇元件值。表11-3 200mV與2V量程元件對照名 稱量程UM基準電壓UREFR2 / kC4 /FR4 / k備 注基本表200mV100.0mV240.4756f040kHz改裝表2V1.000V1.50.047560欲測量2V以上的直流電壓，必須利用精密電阻分壓器對UIN進行衰減。積分電

8、阻應(yīng)采用金屬膜電阻，積分電容宜選絕緣性好、介質(zhì)吸收系數(shù)小的聚苯乙烯電容或聚丙烯電容。為了提高儀表抗串模干擾的能力，正向積分時間（亦稱采樣時間）T1應(yīng)是工頻周期的整倍數(shù)。我國采用50Hz交流電網(wǎng)，其周期為20ms，應(yīng)選 T1n20（ms） （11-3-3）式中，n1，2，3，。例如取n2、4、5時，T140ms、80ms、100ms，能有效地抑制50Hz干擾。這是因為積分過程有取平均的作用，只要干擾電壓的平均值為零，就不影響積分器輸出。但n值也不宜過大，以免測量速率太低。（2）數(shù)字電路數(shù)字電路如圖11-3-3所示。主要包括8個單元：時鐘振蕩器；分頻器；計數(shù)器；鎖存器；譯碼器；異或門相位驅(qū)動器；控

9、制邏輯；LCD顯示器。時鐘振蕩器由ICL7106內(nèi)部反相器F1、F2以及外部阻容元件R、C組成。若取R120k，C100PF，則f040kHz。f0經(jīng)過4分頻后得到計數(shù)頻率fCP10kHz，即TCP0.1ms。此時測量周期T16000T04000TCP0.4s，測量速率為2.5次秒。f0還經(jīng)過800分頻，得到50Hz方波電壓，接LCD的背電極BP。LCD須采用交流驅(qū)動方式，當(dāng)筆段電極ag與背電極BP呈等電位時不顯示，當(dāng)二者存在一定的相位差時，液晶才顯示。因此，可將兩個頻率與幅度相同而相位相反的方波電壓，分別加至某個筆段引出端與BP端之間，利用二者電位差來驅(qū)動該筆段顯示。驅(qū)動電路采用異或門。其特

10、點是當(dāng)兩個輸入端的狀態(tài)相異時（一個為高電平，另一個為低電平），輸出為高電平；反之輸出低電平。7段LCD驅(qū)動電路如圖11-3-4所示。圖中，加在a、b、c筆段上的方波電壓與BP端方波電壓的相位相反，存在電位差，使這三段顯示。而d、e、f、g段消隱，故可顯示數(shù)字“7”。顯見，只要在異或門輸入端加控制信號（即譯碼器輸出的高、低電平），用以改變驅(qū)動器輸出方波的相位，就能顯示所需數(shù)字。 4. ICL7106的功能檢查功能檢查的目的是判斷ICL7106的質(zhì)量好壞，進而區(qū)分DVM或DMM的故障范圍究竟在A/D轉(zhuǎn)換器還是在外圍電路。以200mV量程的DVM為例，功能檢查分4步進行，內(nèi)容如下：檢查零輸入時的顯示

11、值。將ICL7106的IN端與IN端短接，使UIN0V，儀表應(yīng)顯示“00.0”；檢查比例讀數(shù)。將UREF端與IN端短接，用UREF來代替UIN，即UINUREF100.0mV，儀表應(yīng)顯示“100.0”，此步驟稱為“比例讀數(shù)”檢查，它表示UIN/UREF1時儀表的顯示值；檢查全顯示筆段。將TEST端接U端，令內(nèi)部數(shù)字地變成高電平，全部數(shù)字電路停止工作。因每個筆段上部加有直流電壓（不是交流方波?。蕛x表應(yīng)顯示全部筆段“1888”（此時小數(shù)點驅(qū)動電路也不工作）。為避免降低LCD使用壽命，做此步檢查的時間應(yīng)控制在1分鐘之內(nèi)；檢查負號顯示及溢出顯示。將IN端接U端，使UIN遠低于200mV。儀表應(yīng)顯示

12、“1”。上述功能檢查的電路如圖11-3-5所示。1、電路原理DT830型3/2位數(shù)字萬用表總電路如圖（4）所示。主要包括10個部分：（1）A/D轉(zhuǎn)換器電路；（2）直流電壓測量電路；（3）直流電流測量電路；（4）交流電壓測量電路；（5）交流電流測量電路；（6）電阻測量電路；（7）測量晶體管Hfe的電路；（8）二極管測試電路；（9）蜂鳴器電路；（10）小數(shù)點驅(qū)動電路及低電壓指示電路。2、DT830型數(shù)字萬用表原理剖析（1）A/D轉(zhuǎn)換器電路如圖（2）。ICL7106，振蕩電阻，振蕩電容，積分電阻，積分電容，基準電容，自動調(diào)零電容，高頻濾波器，基準電壓分壓器。（2）直流電壓測量電路如圖（6）；分壓器，

13、限流電阻，消噪電容。右圖為簡單的直流電壓測量示意圖，輸入電壓被分壓電阻分壓(分壓電阻之和為1M)，每擋分壓系數(shù)為1/10，分壓后的電壓必須在-0.199V - +0.199V 之間，否則將過載顯示，過載顯示為最高位顯“1”其余位數(shù)不顯示。（3）直流電流測量電路如圖（5）；分流器，熔絲管，雙向限幅二極管。右圖為簡單的直流電流測量示意圖，內(nèi)部的取樣電阻將輸入電流轉(zhuǎn)換為-0.199V - +0.199V 之間的電壓后送入7106 輸入端，當(dāng)設(shè)置在10A 擋時，輸入電流直接輸入10A 輸入孔而不通過選擇開關(guān)。（4）交流電壓測量電路（AC/DC轉(zhuǎn)換器）；線形放大器，整流二極管，保護二極管，隔直電容，偶合

14、電容，輸入端過壓保護電路，負反饋電阻，頻率補償電容，輸出分壓電路，平滑濾波器，輸入分壓器 。右圖為簡單的交流電壓測量示意圖，交流電壓首先須進行整流并通過一低通濾波器對波形進行整形，然后送入共用的直流電壓測量電路，最后將測量出交流電壓的有效值(RMS)。（5）交流電流測量電路；分流器。（6）電阻測量電路如右圖；測試電壓供給電路，標(biāo)準電阻，保護電路。右圖為簡單的電阻測量示意圖，這個電路由電壓源，標(biāo)準電阻（這個電阻為分壓電阻，由選擇開關(guān)轉(zhuǎn)換得到），被測電阻（未知）組成，兩個電阻的比值等于各自電壓降的比值，因此，通過標(biāo)準電阻及利用標(biāo)準電阻上的標(biāo)準電壓，就可確定被測電阻的阻值。測量結(jié)果直接由A/D 轉(zhuǎn)換

15、器得到。（7）測量晶體管Hfe的電路；基準偏置電阻，取樣電阻，芯片。HFE 測量圖8 為簡單的HFE 測量電路，集成電路7106 的內(nèi)部電路提供2.8V 的穩(wěn)定電壓(V+ 對COM)，當(dāng)PNP 晶體管插入晶體管座時，基極到發(fā)射極的電流流過電阻R10， 由R10上的電壓產(chǎn)生集電極電流，在R23上得到的電壓送入7106并同時顯示晶體管的HFE值。對NPN晶體管，發(fā)射極電流流過R11 并同時顯示晶體管的HFE 值。（8）二極管測試電路；測試電壓供給電路，分壓器，保護電路。（9）蜂鳴器電路；電壓比較放大器，參考電壓分壓電路，分壓器，門控振蕩器，振蕩電阻 ，振蕩電容，偏置電阻，壓電陶瓷蜂鳴片。（10）小

16、數(shù)點驅(qū)動電路及低電壓指示電路。（11）液晶顯示器如圖（1）：LDB7015A（3/2位LCD）。3、電路原理圖三：實驗內(nèi)容1、安裝工藝DT830B由機殼塑件（包括上下蓋、旋紐）、印制板部件（包括插口）、液晶屏及表筆等組成，組裝成功的關(guān)鍵是裝配印制電路板部件，整機安裝流程見圖2。安裝旋紐開關(guān)PCB裝配安裝液晶屏檢查裝電池調(diào)試檢驗裝下蓋裝入上蓋2、安裝步驟 1）印制電路板的安裝（1） 將“DT830B元件清單”上所有元件順序插焊到印制電路板相應(yīng)的位置上如圖（3）。安裝電阻、電容、二極管時，如果安裝孔距8mm（例如R8、R21等絲印圖上畫上電阻符號的）的采用臥式安裝；如果孔距5mm的 應(yīng)立式安裝（例

17、如板上絲印圖畫“O”的其他電阻）；電容采用立式安裝。PCB板元件。（2） 安裝電位器、三極管插座。注意安裝方向：三極管插座裝在A面而且應(yīng)使定位凸點與外殼對準、在B面焊接。（3） 安裝保險座、R0、彈簧。焊接點大，注意預(yù)焊和焊接的時間。（4） 安裝電池線。電池線由B面穿到A面在插入焊孔、在B面焊接。紅線接“+”黑線接“”。2）液晶屏的安裝：（1） 面殼平面向下置于桌面，從旋紐圓孔兩邊墊起約5mm。（2） 將液晶屏放入面殼窗口內(nèi)，白面向上，方向標(biāo)記在右方；放入液晶屏支架。平面向下；用鑷子把導(dǎo)電膠條放入支架兩橫槽中，注意保持導(dǎo)電膠條的清潔。3）旋紐安裝方法：（1） V型簧片裝到旋紐上，共六個。（2）

18、 裝完簧片把旋紐翻面，將兩個小彈簧蘸少許凡士林放入旋紐兩個孔，在把兩小鋼珠放在表殼合適的位置上。（3） 將裝好彈簧的旋紐按正確方向放入表殼。4）固定印制板：（1） 將印制板對準位置裝入表殼（注意：安裝螺釘之后再裝保險管），并用三個螺釘緊固。（2） 裝上保險管和電池，轉(zhuǎn)動旋紐，液晶屏應(yīng)正確顯示。5）總裝（1）貼屏蔽膜 將屏蔽膜上保護紙揭去，露出不干膠面。（2）蓋上后蓋，安裝后蓋2個螺釘，至此安裝、校準、檢測全部完畢。四：調(diào)試。1、ICL7106的功能檢測。 進行功能檢測的目的是判斷芯片的質(zhì)量好壞，進而確定數(shù)字萬用表的故障在芯片還是外圍電路，為分析原因提供重要的依據(jù)。 對ICL7106做功能的檢測

19、包裹以下4項內(nèi)容。 （1）檢查零輸入是的顯示值。將ICL7106的正、負模擬少輸入端IN+、IN-短接，使輸入電壓Vin=0V，儀表應(yīng)顯示“00.0”。 （2）檢查比例讀數(shù)。將IN+與基準電壓正端Vref+短接，用基準電壓代替輸入電壓，幾Vin=Vref=100.0Mv，儀表應(yīng)顯示“100.0”，允許有+1個誤差。此步驟稱做比例讀數(shù)檢查，它表示當(dāng)比值Vin/Vref=1時儀表的固有顯示值。（3）檢查液晶顯示器的全亮筆段。把測試端TEST與正電源端V+短接，使芯片內(nèi)部的數(shù)字的變成高點平，全部數(shù)字電路停止工作。因每個筆段上均加有直流電壓，故全部筆段亮。儀表應(yīng)顯示“1888”，此時小數(shù)點驅(qū)動電路也不

20、工作。由于LED在正常的情況下需用交流方波驅(qū)動，而此時為直流電壓驅(qū)動，因此檢查時間必須很短，以免降低LED使用壽命。（4）檢查負號及益出顯示。將IN+與負電源V-短接，是Vin0V，且|Vin|200Mv。儀表應(yīng)顯示“1”，表示輸入為負電壓且超量程。2、數(shù)字萬用表的功能和性能指標(biāo)檢測。（1）校準和檢測原理：以集成電路7106為核心構(gòu)成的數(shù)字萬用表基本量程為220mv檔，其他量程和功能均通過相應(yīng)轉(zhuǎn)換電路為基本量程。故校準時只須對參考電壓100mv進行校準即可保證基本精度。其它功能及量程的精確度由相應(yīng)元器件的精度和正確安裝來保證。（2）使用儀器：KJ802數(shù)字萬用表校準測量儀（以下簡稱：校測儀）。

21、注意：該儀器DCV100mV檔作為校準電壓源，內(nèi)部用電壓基準和運放調(diào)整，并用高檔儀表校準。（3）裝后蓋前將轉(zhuǎn)換開關(guān)置200mV電壓檔，插入表筆，將表筆測量端接校測儀的DCV100mV插孔，調(diào)節(jié)萬用表內(nèi)電位器VR1使表顯示99.9100.1mV即可。 （3） 檢測：將待測萬用表置于校測儀相對應(yīng)檔位，檢查顯示結(jié)果由集成電路和選擇外圍元器件得到保證，只要安裝無誤，僅作簡單的調(diào)整即可達到設(shè)計目標(biāo)。五：性能指標(biāo)1、具有自動調(diào)零和自動顯示信號極性的功能。 2、技術(shù)指標(biāo) DB830型數(shù)字萬用表的主要技術(shù)指標(biāo)如下表測量項目量程分辨力準確度（23+C）開路電壓輸入電阻過載保護DCV200mv0.1mv+(0.5

22、%RDG+2字)10M1000V，DC或AC峰值2v1mv20v10mv+(0.8%RDG+2字)200v100mv1100V，DC或AC峰值1000v1vACV(RMS)(45500Hz)200mv0.1mv+(1.0%RDG+5字)10M100PF750V，AC有效值或峰值2v1mv20v10mv200v100mv750v1vDCA200uA0.1 uA+1.0%RDG+2字)200mV0.5A快速熔絲管2mA1 uA20 mA10 uA200 mA100 uA未加保護10 A 1 0 mA+(1.2%RDG+2字)ACA(RMS)(45500Hz)200uA0.1 uA+(1.2%RDG

23、+2字)200mV0.5A快速熔絲管2mA1 uA20 mA10 uA200 mA100 uA未加保護10 A 1 0 mA+(1.2%RDG+5字)0200mv0.1mv+(1.0%RDG+3字)1.5V250V，DC或AC有效值2mv1mv+(1.0%RDG+2字)750mV20v10mv200v100mv+(1.5%RDG+2字)1000v1v+(2.0%RDG+3字)測量項目分辨力測試電流測試電壓測量范圍過載保護二極管檔1mvIp=1+0.5mA2.8VVF=01.5V250V,DC或AC有效值 NPN擋1IB=10uAVCE=2.8VHFE=01000PNP擋蜂鳴器擋0.11.5V2

24、0+10附錄1：焊接注意事項規(guī)范說明：好的焊接方法是安裝M-1006K 數(shù)字多用表套件最重要的因素，合適的電烙鐵也十分重要。本指導(dǎo)說明書推薦一個小的圓錐頭型25-40瓦的電烙鐵。隨時保持烙鐵頭的清潔和鍍錫。安全操作規(guī)程焊接時注意防護眼睛電烙鐵需放置在方便操作的固定地方。不要將焊錫放入口中。焊錫中含鉛和有毒物質(zhì)。手工焊接后須洗干凈雙手。確信焊接現(xiàn)場有足夠的通風(fēng)。元件安裝下列所有的安裝步驟，在沒有特別指明的情況下，元件必須從線路板正面裝入。線路板上的元件符號圖指出了每個元件的位置和方向，根據(jù)元件符號的指示，按正確的方向?qū)⒃_插入線路板的焊盤孔中，在線路板的另一面將元件腳焊接在焊盤上。本指導(dǎo)說明書

25、只推薦使用63/37 鉛錫合金松香心焊錫絲。禁止使用酸性助焊劑焊錫絲！正確的焊接方法如右圖1 將電烙鐵頭靠在元件腳和焊盤的結(jié)合部。注：所有元件從焊接面焊接。2 若烙鐵頭上帶有少量焊料， 可使烙鐵頭的熱量較快傳到焊點上。將焊接點加熱到一 定溫度后，用焊錫絲觸到焊接件處，熔化適量的焊料；焊錫絲應(yīng)從烙鐵頭的對稱側(cè)加入。3 當(dāng)焊錫絲適量熔化后，迅速移開焊錫絲；當(dāng)焊接點上的焊料流散接近飽滿，助焊劑尚未完全揮發(fā)，也就是焊接點上的溫度最適當(dāng)、焊錫最光亮、流動性最強的時刻， 迅速移開電烙鐵。4 焊錫冷卻后就得到一個理想的焊接了。松香電烙鐵放置在不正確位置5、安裝副圖附錄2：產(chǎn)品外觀圖產(chǎn)品編號：DT-830B型

26、號：DT830B規(guī)格：尺寸：126mm*68mm*24mm；重量：120克。產(chǎn)品說明：本產(chǎn)品是目前數(shù)字萬用表中一種性價比最高的產(chǎn)品，能夠測試DCVACVDCA電阻電池電流三極管三極管等。產(chǎn)品求符合CEUL等標(biāo)準。附錄3： DT830B元件清單（一）1（1）底面殼各 1個 （4）旋紐 1個（2）液晶片 1片 （5）屏蔽紙 1張（3）液晶片支架 1個 （6）功能面板 （已裝好）2線路板部分 （1）IC：7106 （全檢）（已裝好） （2）表筆插孔柱3個（已裝好）3袋裝部分 （1）保險管、座 1套 （8）定位彈簧2.8*5 2個 （2）HFE座 1個 （9）接地彈簧4*13.5 1個 （3）V行觸片 6片 （10）2*8自攻螺釘（固定線路板）3個 （4）9V電池 1個 （11）2*10自攻螺釘（固定底殼） 2個 （5）電池扣 1個 （12）電位器201（VR1） 1個 （6）導(dǎo)電膠條 2個 （13）錳銅絲電阻（R0） 1個 （7）滾珠 2個 4附件（1）表筆一付 （2）說明書 （3）電路圖及注意要點1張DT830B元件清單（二）代號參數(shù)精度代號參數(shù)精度R100.990.5%R19220K5%R890.3%R12