[發明專利]直流電壓測試器及對直流電壓進行測試的方法

無效

• 申請號: 201110356068.X
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN103105524A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 趙志儒;閻躍鵬;于進勇;張曉飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及電壓測試技術領域，尤其涉及一種高精度低成本直流電壓測試器及對直流電壓進行測試的方法。

背景技術

普通電壓表是采用電流表裝配的，電流表的內阻很小，那么串連一個大的電阻，就可以直接并聯連接到需要量取電壓的兩點，根據歐姆定律的關系可以知道，電流表顯示的電流正比于外部電壓，所以就可以測量出電壓了，這種測量的情況往往由于輸入電阻與輸出電阻的比值關系而導致誤差。同時，由于市面上的電壓表往往集成到了萬用表中，或者單獨的電壓表也集成了很多其他的功能，往往價格昂貴。而且，電壓表一般獨立存在，很難集成到系統中。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為解決上述存在誤差、成本高和很難集成到系統中等問題，本發明提供了一種高精度低成本直流電壓測試器及對直流電壓進行測試的方法。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種直流電壓測試器，該電壓測試器包括高分辨率模數轉換器、高精度穩壓源和串口輸出電路，其中高精度穩壓源和串口輸出電路分別連接于高分辨率模數轉換器，高分辨率模數轉換器將高精度穩壓源的參考電壓與接收的輸入電壓進行比較，得出比較數據，然后將該比較數據轉化為數字信號并通過串口輸出電路輸出。

上述方案中，所述高分辨率模數轉換器用于將輸入的模擬電壓轉化為數字信號，并輸出給串口輸出電路。

上述方案中，所述高精度穩壓源用于給高分辨率模數轉換器提供高精度的參考電壓。所述高精度穩壓源由高精度參考電壓芯片實現，為高分辨率模數轉換器提供高精度的參考電壓，從而為高分辨率模數轉換器的高分辨率提供標準的電壓參考源。

上述方案中，所述串口輸出電路用于將高分辨率模數轉換器產生的數字信號以串口的形式輸出給外部端口。所述串口輸出電路包括三根信號線：啟/閉線、時鐘線和數據線，啟/閉線決定了高分辨率模數轉換器對輸入電壓的比較與轉化，時鐘線與數據線傳遞輸入電壓的數字信號。

為達到上述目的，本發明還提供了一種對直流電壓進行測試的方法，該方法包括：

步驟1：輸入待測直流電壓；

步驟2：高分辨率模數轉換器將輸入的待測直流電壓與高精度穩壓源的參考電壓進行比較，運算得出該待測直流電壓對應的數字信號；

步驟3：高分辨率模數轉換器將該數字信號通過串口輸出電路輸出；

步驟4：對輸出的該數字信號進行數據處理，得到直流電壓值。

上述方案中，所述對輸出的該數字信號進行數據處理，得到直流電壓值，是根據該數字信號得出直流電壓與參考電壓的比例關系，再乘以參考電壓即可得出直流電壓值。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果：

1、本發明提供的直流電壓測試器及對直流電壓進行測試的方法，采用高分辨率ADC代替電流表測量電壓，高分辨率ADC可以對輸入電壓進行極細的劃分，將輸入電壓與參考電壓進行反復比較，從而將輸入電壓與參考電壓的比值關系轉化為數字信號輸出，實現對直流電壓的高精度低成本測量。

2、本發明提供的直流電壓測試器及對直流電壓進行測試的方法，因為分辨率很高且成本很低，則所選擇的ADC轉化速率很低，而這并不影響對穩定的直流電壓的測量。對于輸出的數字信號經過換算與參考電壓進行對比便能得出輸入電壓的電壓值。串口輸出數字信號，可以使電壓測試器方便與其他系統集成，在單片機或主控電腦的幫助下能很快得到輸入電壓值，并加以利用、運算。因此，本發明大幅度降低直流電壓測試的成本，且結構簡單，精度高。

3、隨著微電子技術的發展，當電壓測試被要求集成到測試系統中時，本發明提供的直流電壓測試器及對直流電壓進行測試的方法將會有更大的潛力。

附圖說明

圖1是本發明提供的低成本直流電壓測試器的結構示意圖；

圖2是依照本發明實施例的量程范圍為0-4.096V、分辨率為14bit的低成本直流電壓測試器的結構示意圖；

圖3是采用本發明提供的電壓測試器與采用常用萬用表對直流電壓進行測量的對比示意圖；

圖4是采用本發明提供的電壓測試器與采用常用萬用表對直流電壓進行測量得到的電壓值的對比曲線。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。