(完整word版)真有效值數(shù)字電壓表-總結(jié),推薦文檔

1、1 / 152014湖南大學(xué)電子設(shè)計(jì)競賽第一次校內(nèi)賽賽題真有效值數(shù)字電壓表一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)數(shù)字真有效值電壓表。_ ill, 、-二、要求1、基本要求(1)真有效值電壓測量：可測量頻率范圍在 OHz10kHz 頻率范圍的單頻 信號或合成信號的電壓有效值，測量相對誤差 0.5 好最低位 2 個(gè)字。( 2)測量量程：分 200mV、 2V、 20V 三檔，可用手動(dòng)切換量程。( 3)測量結(jié)果顯示： 采用 LED 或 LCD 顯示十進(jìn)制數(shù)字， 三位半數(shù)顯 ( 0000 1999)(4)輸入電阻100kQo( 5)具有輸入過壓保護(hù)功能。(6)單電源供電，供電電源電壓 9Vo2、提高部分(1) 擴(kuò)

2、展頻率測量范圍為 0Hz100kHzo(2) 增加平均值測量功能。(3) 測量誤差降低為 0.1%+最低位 2 個(gè)字。(4) 自動(dòng)量程切換功能。(5) 其他。0設(shè)計(jì)分析一、 對題目的理解1.真有效值的概念、實(shí)現(xiàn)方法及分析(1)對有效值的理解真有效值不是針對正弦信號定義的，所有電信號都有其有效值。從物理學(xué)的角度而言，就是電流通過物體做的功(發(fā)熱)等效。所以在此處不能用檢測峰值或平均值通過轉(zhuǎn)換計(jì)算 得到，而是要通過采樣，按有效值的定義，通過離散化計(jì)算得到。檢峰或平值值換算得到是針對特定的周期性波形，如正弦波。而本題要求并沒有定義是 正弦波。(2)有效值的計(jì)算有效值計(jì)算式：-?乎d?連續(xù)積分可以用離

3、散化公式進(jìn)行計(jì)算:從中可得到:N-11-i=1N-132-刀?(32i=1N-112=刀?(32Ni=1?=N-1r 刀？?(?)i=1(3)采樣時(shí)間計(jì)算對誤差的影響以單位幅值正弦波為例，分析積分時(shí)間及開始程分時(shí)刻對計(jì)算的影響。設(shè)積分時(shí)間為T,初始相位為 購則對應(yīng)的有效值的平方為1-?=/(sin (+-021-1 - cos?2 wt+ 2妨1 te)dt=乙2dt= -2-sin?2 wt + 22x2w討論:1sin (2w- + 2) - sin?2)2-(2x2w)-(a)當(dāng)采樣時(shí)長-為周期-0的整數(shù)倍時(shí)，有：sin (2w- + 2)=sin22 / 15積分部分可通3采樣，在0至

4、T采樣時(shí)間采樣N點(diǎn)，則04 / 15陰1 sin (2wT + 2妨-sin?2$) _ 1 =2-(2X2w)T2從中看出，采樣后的計(jì)算結(jié)果與初如采樣位置沒有相關(guān)性。(b)當(dāng)采樣時(shí)長T不為周期To的整數(shù)倍時(shí)，設(shè)T=nTo+ATo有:1 sin (2w(nT0+AT0) + 2妨-sin?2冊1 sin (2wA0+ 2$) - sin?2妨?= = 2(2X2WT2(2X2w)T(2X2WT與周期整數(shù)倍采樣相比，產(chǎn)生的偏差為:2sin (2 w/T0+ 2妨-sin?2妨(2X2w)T將T=nT0+AT0和2n/ T代入，有:?鄉(xiāng)sin(2wATo+ 2- sin?2妨_sin(2wATo+

5、 2- sin?2妨 2-一8nn8冗(n +兩次等時(shí)間采樣，不考慮采樣時(shí)間為周期的整數(shù)倍時(shí)，可能產(chǎn)生的最大讀數(shù)偏差為:20=/n從中可以評估不做周期測量時(shí)，要達(dá)到誤差要求最少的采樣周期數(shù)。若是頻率較高的信號，如頻率大于1kHz，采樣時(shí)間0.1s，采樣時(shí)間間隔2s則可以采樣10k點(diǎn)，對于1kHz信號，共100個(gè)周期，每周100個(gè)點(diǎn)，示值可能誤差為1/(2*100*3.14)=0.15%.(c)仿真研究，確定采樣點(diǎn)、采樣時(shí)間對測量的影響：每周 100 點(diǎn)每周 50 點(diǎn)每周 25 點(diǎn)每周 10 點(diǎn)平方和50.0253221350.0252062550.0247411850.02141371平方和平

6、均值0.5002532210.5002520630.5002474120.500214137計(jì)算的有效值0.7072858130.7072849940.7072817060.707258183理論值0.7071067810.7071067810.7071067810.707106781計(jì)算值與理論值偏差0.0001790320.0001782130.0001749250.000151402相對誤差()0.0253189280.0252030770.0247381240.021411422表 1 :采樣時(shí)間為周期的整數(shù)倍。一周中采樣點(diǎn)數(shù)與測量誤差的關(guān)系(采樣 100 點(diǎn)計(jì)算)結(jié)論：采樣時(shí)間為完整

7、周期等間隔采樣，采樣點(diǎn)足夠多時(shí)，與每周期采樣點(diǎn)數(shù)基本無關(guān)。5 / 156 / 15表 2 :一周整數(shù)點(diǎn)采樣 100 點(diǎn)，在不同初相角條件下偏差計(jì)算分析(采樣 100 點(diǎn)計(jì)算)初相角 0 度初相角 10 度初相角 30 度初相角 50 度初相角 70 度初相角 90 度平方和50.0253221350.0243692150.014122849.997274249.9816998649.97468056平方和平均值0.5002532210.5002436920.5001412280.4999727420.4998169990.499746806計(jì)算的有效值0.7072858130.70727907

8、70.7072066370.7070875070.7069773680.706927723理論值0.7071067810.7071067810.7071067810.7071067810.7071067810.707106781計(jì)算值與理論值偏差0.0001790320.0001722959.98563E-05-1.9275E-05-0.00012941-0.00017906相對誤差(%)0.0253189280.0243662450.014121807-0.00272584-0.01830181-0.02532264結(jié)論：整周期采樣，被相解對測量無差影響可忽略。表 3:一周整數(shù)點(diǎn)采樣 25

9、點(diǎn)，在不同初相角條件下偏差計(jì)算分析(采樣 100 點(diǎn)計(jì)算)初相角 0 度初相角 10 度初相角 30 度初相角 50 度初相角 70 度初相角 90 度平方和50.0247411850.0000008650.000000650.0000000749.999999549.99999917平方和平均值0.5002474120.5000000090.5000000060.5000000010.4999999950.499999992計(jì)算的有效值0.7072817060.7071067870.7071067850.7071067820.7071067780.707106775理論值0.70710678

10、10.7071067810.7071067810.7071067810.7071067810.707106781計(jì)算值與理論值偏差0.0001749256.066E-094.267E-094.73247E-10-3.5417E-09-5.901E-09相對誤差(%)0.0247381248.57862E-076.03446E-076.69272E-08-5.0088E-07-8.3453E-07結(jié)論：整周期采樣，被相解對測量無差影響可忽略。(4)結(jié)論(a)對于周期信號，為了測量讀數(shù)的一致性，最優(yōu)方法是按周期的整數(shù)倍時(shí)間采樣；按 周期整數(shù)倍采樣，只要有足夠多的采樣點(diǎn)，對每周采樣點(diǎn)數(shù)是多少，影響不

11、大。(b)頻率高時(shí)，若有足夠采樣點(diǎn)，有足夠多的周期數(shù)，對采樣是否為周期的整數(shù)倍，影 響有限。2.對基本要求部分的理解(1)真有效值電壓測量：可測量頻率范圍在OHz10kHz頻率范圍的單頻信號或合成信號的電壓有效值，測量相對誤差0.5%最低位2個(gè)字。理解：(a)根據(jù)題意，只告訴了測量信號的頻率范圍，并沒有說明測量信號的具體類型，即沒有定義是正弦信號，測量時(shí)就不能按正弦信號處理，必須按照有效值的定義進(jìn)行采樣計(jì)算。(b)頻率范圍在OHz10kHz，根據(jù)此可以考慮如何采樣和計(jì)算。按單片機(jī)的采樣速率，7 / 15在高頻范圍沒問題，但題目對低頻達(dá)直流，低頻如何處理，特別是低于1Hz如何處理，需要考慮清楚。

12、(2)測量量程 ：分200mV、2V、20V三檔，可用手動(dòng)切換量程。理解： 量程的概念通道對應(yīng)的最大輸入值，對于有效值表，在此處應(yīng)是指有效值。由于ADC的輸入范圍為0至3.3V，對負(fù)的直流或交流輸入就必須進(jìn)行電平偏移， 采樣 后在計(jì)算去除偏置量即可。對200mV、2V、20V需要進(jìn)行放大、直通或衰減，且(3)測量結(jié)果顯示 ：采用LED或LCD顯示十進(jìn)制數(shù)字，三位半數(shù)顯(00001999) 理解： 三位半數(shù)顯，對于三個(gè)量程檔，(4)輸入電阻100kQ理解： 在構(gòu)成輸入分壓電路時(shí)，對電阻選擇要保證能實(shí)現(xiàn)。(5)具有輸入過壓保護(hù)功能。理解： 由于輸入最大時(shí)會(huì)大于電源電壓，此時(shí)可能會(huì)損壞放大器，需要進(jìn)

13、行輸入保護(hù)， 可以通過二極管鉗位的方式實(shí)現(xiàn)。(6)單電源供電，供電電源電壓9V。理解： 可選擇RAILRAIL運(yùn)放。普通運(yùn)放時(shí)，單電源供電，要將輸入拉到電源中間 值。輸出也是以電源中間值為參考而不是參考地，所以不是RAILRAIL運(yùn)放，電路處理起來相對復(fù)雜。當(dāng)然也可以用雙電源運(yùn)放，從電壓9V的供電電源中變換出一個(gè)一9V的電壓，因?yàn)槟?擬電路所消耗功率有限，可以使用電荷泵實(shí)現(xiàn)。3. 對提高部分的理解(1)擴(kuò)展頻率測量范圍為0Hz100kHz。(2)增加平均值測量功能。(3)測量誤差降低為0.1 %最低位2個(gè)字。(4)自動(dòng)量程切換功能。(5)其他。理解：提高部分只是性能指標(biāo)要做很更高些， 目的是充

14、分利用單片機(jī)的資源， 將其發(fā)揮 到極至。從技術(shù)層面沒有太多其他的東西。8 / 151.乘法器對信號做乘法運(yùn)算，然后積分得到真有效值。 此方法硬件較復(fù)雜，同時(shí)乘法器做精確的乘法運(yùn)算，要求較高，不易實(shí)現(xiàn)。均值測量還得從其他通道采樣。所以可能實(shí)現(xiàn)， 但不是最優(yōu)的。2.模擬電路實(shí)現(xiàn)放大或衰減，再進(jìn)行電平移動(dòng)，單片機(jī)采樣信號， 能過信號處理和運(yùn)算，得到測量結(jié)果。此方案要增加的硬件設(shè)計(jì)不多，且調(diào)試相對較簡單，主要是發(fā)揮單片機(jī) 的資源，方案相對較優(yōu)。三、放大電路設(shè)計(jì)與測試1.放大電路的總體構(gòu)成放大器設(shè)計(jì)可以采用如下幾種設(shè)計(jì)思想：(1)可切換增益放大器(圖1)圖中，首先將輸入最大信號衰減至程控增益放大器可接受

15、的輸入電壓范圍，使放大器在最大輸入時(shí)也不至于飽和。由于單片機(jī)的ADC輸入電壓范圍是03.3V，所以選正弦信號有效值最大為2V，直流偏置電壓取1.5V，相應(yīng)的各量程檔放大(衰減)為：(a)20V量程檔：當(dāng)其輸入為正弦信號有效值20V時(shí)，用電阻分壓，衰度至2V，程控增益放大器對應(yīng)放大倍數(shù)取1。(b)2V量程檔：當(dāng)其輸入最大正弦信號有效值2V時(shí)，由于在衰減部分衰減了10倍，要得2V的輸出，需放大10倍；(c)200mV量程檔：當(dāng)其輸入為最大電壓200mV峰峰值時(shí)，由于在衰減部分衰減了10倍，要得2V的輸出，需放大100倍；衰減與保護(hù)級電路如圖2所示。圖2中，電阻選用金屬膜電阻，電阻比例精確度可以配對

16、實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)方案信號輸入vo圖1.可切換增益放大器9 / 15運(yùn)放采用雙電源供電，電源用10yF鉭電容或疊層電容與一個(gè)高頻瓷介電容并聯(lián)去耦10 / 15（本文其他地方用到運(yùn)放用同樣方式去耦，不再聲明）運(yùn)放選用低失調(diào)電壓和低輸入偏置電流放大器，增益帶寬積上。程控增益放大器可以采用通過模擬開關(guān)切換的方式實(shí)現(xiàn)電平偏移與輸出鉗位電路參考后面部分。圖1方案中，由于200mV檔先衰減10倍至20mV，后級要放大100倍，對放大器的增 益帶寬積和失調(diào)電壓要求較高。合理的方案是采用集成的程控增益放大器如AD603，VCA810系列等芯片。（2）結(jié)合單片機(jī)特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的放大器（圖3）10MHz，壓擺率2V/S以至

17、單片機(jī)11 / 15圖3中，VO1、VO2、VO3分別對應(yīng)于200mV、2V、20V檔，輸入到不同的單片機(jī)AD通12 / 15道，避免了采用外部開關(guān)切換，使得用通用器件能夠?qū)崿F(xiàn)。對于輸入，2V、20V都衰減到200mV,使每個(gè)通道的輸入通道結(jié)構(gòu)都一致，簡化了后面的電路設(shè)計(jì)。放大器輸入到同相端的電壓，最大量程時(shí)為200mV，所以可以用硅二極管保護(hù)。Vref為一低阻負(fù)電壓基準(zhǔn)信號，為輸出進(jìn)行電平偏移。由于反相端輸入放大9倍，要得到1.6V左右的偏移電壓，則有：1.6?f= 0.178V9由于要求用單電源供電，而實(shí)驗(yàn)室器件中最多的是雙電源運(yùn)放，所以用電荷泵芯片產(chǎn)生9V電壓，作為運(yùn)放的負(fù)電源。通過帶隙

18、電壓基準(zhǔn)芯片轉(zhuǎn)換得到電平偏移所需要的負(fù)電壓基準(zhǔn)。?f=結(jié)果與要求一致。由于電阻系列值中無1.35k Q,2.放大器的測試以圖3、圖4電路為例說明。根據(jù)關(guān)聯(lián)性，圖3中的負(fù)電源、基準(zhǔn)都是通過圖4所示電路得到，所以先測圖4電路。在圖4電路中，Vref產(chǎn)生要用到負(fù)電源，所以首先測負(fù)電源產(chǎn)生電路。負(fù)電源產(chǎn)生電路測試：接上9V，用示波器直流檔觀察輸出是否有？紋波是否小到合乎要求。若是肯定回答，用數(shù)字萬用表測輸出電，看是否為一9V.0.2241.6面2=-五=-在此用兩個(gè)2.7 kQ的電阻并聯(lián)得到。13 / 15Vref測試：用示波器觀察標(biāo)準(zhǔn)源輸出是否有雜波？若正常，用6位半萬用表測量基準(zhǔn)輸14 / 15出

19、，判斷基準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性是否在要求之內(nèi)。放大電路測量：在輸入端接上幅值和頻率可調(diào)的信號源，輸出接示波器觀察。（a）使輸入為0，用觀察放大器是否穩(wěn)定（無振蕩輸出），若穩(wěn)定，測量輸出是否多于所設(shè)定的正電平偏移位置。（b）頻率和幅值按下表設(shè)置，觀察并測量三個(gè)輸出端的波形，并記錄波形形狀及測量結(jié)果。進(jìn)而判斷放大電路是否合理可行的。表 4.放大電路測試記錄表輸出10mV100 mV200 mV1V2V10V20V頻率VO150HzVO2VO3VO11k HzVO2VO3VO110k HzVO2VO3VO1100k HzVO2VO3四、采樣方法、計(jì)算方法與程序設(shè)計(jì)思想1.采樣方法由于測量涉及非正弦波，頻率范

20、圍從0Hz至100kHz。這種未知波形和未知頻率的條件下通過采樣測量，需要對采樣方法進(jìn)行探討，從而通過正確的采樣和數(shù)據(jù)處理，盡可能使測量結(jié)果可信。關(guān)于一次完整采樣時(shí)間： 考慮到人對測量結(jié)果刷新率的感觀， 當(dāng)測量輸入變化時(shí)，測量 結(jié)果應(yīng)跟著變化，響應(yīng)越快越好，所以一般結(jié)測量結(jié)果刷新在1s以內(nèi)，最長不要大于2s。所以一次測量采樣時(shí)間不大于1s為宜。從測量結(jié)果輸出來看，在低頻時(shí)和在高頻時(shí)，可以15 / 15采用不同的采樣處理方式。關(guān)于采樣速率和采樣方法： 可以根據(jù)信號的頻率范圍確定采樣速率和采樣時(shí)間， 探討以 下情況。（a）直流或超低頻，如定義0至2Hz,可以采樣1s,等時(shí)間間隔采1000點(diǎn)到100

21、00點(diǎn)。點(diǎn)數(shù)多一些， 計(jì)算時(shí)對偶然出現(xiàn)的粗差影響會(huì)小些， 但增大了計(jì)算量， 可根據(jù)實(shí)際情況衡量。 均方根計(jì)算，結(jié)果作為有效值是可行的。（b）較低頻率（2Hz至1kHz）時(shí)，在1s內(nèi)等時(shí)間間隔采樣10k個(gè)點(diǎn)（或更多），從第一 個(gè)過零點(diǎn)起到最后一個(gè)過零點(diǎn)止，計(jì)算均方根，結(jié)果作為有效值。由于是采用等周期計(jì)算， 計(jì)算誤差遠(yuǎn)小于允許的測量誤差。（c）較高頻率（1kHz至100kHz）時(shí)，在0.1s等時(shí)間間隔采樣100k個(gè)點(diǎn)（或更多，如果存儲(chǔ)不夠或采樣速度跟不上，可對信號頻率范圍進(jìn)一步細(xì)分），不考慮等周期，直接計(jì)算均方根，結(jié)果作為有效值。由于最小采樣不少于100個(gè)周期（對應(yīng)1 kHz），每個(gè)周期采樣點(diǎn)不少

22、于10點(diǎn)（對應(yīng)100 kHz），結(jié)合前面分析可知計(jì)算誤差遠(yuǎn)小于允許的測量誤差。【高頻時(shí)通過AD采樣測準(zhǔn)周期有難度，會(huì)有可能帶來較大誤差，所以用此法】（d）前述的采樣方法， 要首先知道信號的周期， 所以在測量采樣前應(yīng)做一個(gè)周期預(yù)檢測，周期預(yù)檢測要相對較快速度確定被測信號落在哪個(gè)范圍，確定后， 可根據(jù)結(jié)果調(diào)用相應(yīng)的采樣與處理程序。具體操作方法：在0.1s以400ksps的采樣速率采集40k小點(diǎn)，計(jì)算過零點(diǎn)數(shù)量， 可得出 頻率范圍。例外是頻率很低時(shí)會(huì)沒有過0點(diǎn)或只有一個(gè)過0點(diǎn)，此時(shí)可降低采樣率，在1s內(nèi)做出判斷。2. 提高準(zhǔn)確度方法及算法探討（1）減小采樣通道的偏差方法采樣方法在上一節(jié)已進(jìn)行了探討，

23、 作為一個(gè)測量儀器， 放信號輸入到AD轉(zhuǎn)換輸出， 能 過了衰減、放大、電平移動(dòng)、濾波與轉(zhuǎn)換等諸多環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)，都會(huì)由于非理想條件而 帶來偏差， 在測量儀器中，要得到高的準(zhǔn)確度，應(yīng)充分利用智能化方法去消除誤差，提高測 量準(zhǔn)確度。（a）非理想放大及采樣的輸入通道模型（圖5）圖5中，Vref為用于電平偏移，是一固定量；Vni為放大電路和ADC中所有固有的且在 一定時(shí)間內(nèi)不變的影響要素折合到輸入端的總量，如失調(diào)電壓、電流、ADC的零點(diǎn)偏移等；Vni為被測信號。設(shè)信號輸入通道滿足疊加原理，則有：ADCx= ?,? ,?i) = ? + ?f) + ?i) = ? + ?為，？i)當(dāng)輸入vi=0時(shí)，令

24、ADC的輸出為ADCo,則有ADCo= ?,?& ,?i) = 0+ ?& ,?i)=?，?i)當(dāng)有輸入vi時(shí)，令A(yù)DC的輸出為ADCtotal，則有ADCtotai= ?,?&,?i)= ?) + ?ref,?i)VI作用產(chǎn)生的輸出為ADCvi，有ADCvi= ADCtotal- ADC。通過計(jì)算得出的輸入產(chǎn)生的凈輸出ADCvi與偏置電壓及電路本身產(chǎn)生的影響無關(guān)。(b)消除(或減少)放大器零漂(含失調(diào)電壓、偏置電流、失調(diào)電流等的影響)根據(jù)(a)的推導(dǎo)，得出電路設(shè)計(jì)和采樣處理如下的結(jié)論：(i )輸入通道要求具有線性增益且在校準(zhǔn)零點(diǎn)和偏置電壓后，保持穩(wěn)定不變，則可以通過運(yùn)

25、算消除，只要不超出測量要求范圍，對其絕對大小要求不高，可降低對輸入通道設(shè)計(jì)時(shí)對器件的要求。(ii )采樣方法：在輸入為零時(shí)，測量輸出，并存儲(chǔ)；接輸入信號，采樣且與零輸入時(shí)的輸出做差運(yùn)算，即為實(shí)際輸入產(chǎn)生的輸出。若要自動(dòng)定時(shí)標(biāo)定零輸入時(shí)產(chǎn)生的輸出，保證長期使用能自動(dòng)校正，可在輸入用單刀雙擲模式，通過單片機(jī)控制，校零時(shí)切換至接地，產(chǎn)生0輸入，測量時(shí)接到被測信號；這樣，只要在兩次校準(zhǔn)之間電路狀態(tài)不變，就可以消除其影響，當(dāng)時(shí)間足夠短時(shí)，是可以滿足的。(c)消除(或減少)放大器增益偏差的影響。通過上面步驟(b)后，可以消除通道本身的信號，建立了輸入信號vi與ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果vi-模擬通道(含 放大、濾波、

26、電平偏移等A/D轉(zhuǎn)換 1被測信號Vref亠VNI*圖 5 信號輸入通道模型轉(zhuǎn)換結(jié)果ADCxADCvi的一一對應(yīng)關(guān)系，在保證輸入通道系數(shù)(增益)是恒定的條件下，其計(jì)算結(jié)果和輸入11 / 1518 / 15之間只是一個(gè)系數(shù)關(guān)系。在測量儀器設(shè)計(jì)和制作中，批量生產(chǎn)過程要保證每一臺(tái)儀器的通道系數(shù) （增益）完全相 同，就需要調(diào)整通道參數(shù)， 對可生產(chǎn)性及出廠后的定期校檢是會(huì)增加大量的工作量，并且對操作人員的素質(zhì)要求是比較高的。一般的辦法是充分利用單片機(jī)所帶來的智能化，用標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定點(diǎn)之間的通過線性插值計(jì)算出來，這樣對輸入通道只需增益穩(wěn)定， 不需要絕對準(zhǔn)確，大大提高了可生產(chǎn)性。在保證系統(tǒng)工作正常條件下

27、，標(biāo)定過程如下：（i）儀器連接（圖6）圖 6 校準(zhǔn)時(shí)設(shè)備連接方法（ii）校準(zhǔn)方法校正過程就是建立輸入通道的輸入信號vi產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換輸出ADCvi和被測信號的真值（以標(biāo)準(zhǔn)表的輸出作為真值）的對應(yīng)關(guān)系?？砂幢?建立校準(zhǔn)關(guān)系表 5:校準(zhǔn)表（具量程自動(dòng)切換功能。若無此功能，應(yīng)從最小值標(biāo)定起）序號輸入量ADCvi標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)說明120mVADCV200mV 檔，以 20mV 左右標(biāo)定一個(gè)點(diǎn)， 記錄 實(shí)際輸岀 ADCvi與標(biāo)準(zhǔn)表的對應(yīng)關(guān)系。kADC(k)V(k)200 mV0.2V2V 量程檔2.0V2.0V20V 量程檔20V注：表中 ADCvi也可以是通過某個(gè)過程計(jì)算得出的結(jié)果，因要有一一對應(yīng)關(guān)系即可。在

28、上表中，輸入量不一定要嚴(yán)格的值，重要的是建立ADCvi和被測信號的真值（標(biāo)準(zhǔn)表示值）的關(guān)系。將其對應(yīng)關(guān)系以表格形式存儲(chǔ)。19 / 15設(shè)某次測量，得到ADCvi的值為ADC(mea)，該值落在ADC(k)與ADC(k+1)之間，則其實(shí)際值可通過式：V(k + 1) - V(k)V(mea) = V(k) +ADC(mea) - ADC(k)ADC(k + 1) - ADC(k)計(jì)算得出。3.程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)最基本的要求是模塊化設(shè)計(jì)，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法。在分層結(jié)構(gòu)中，同一層的，不要相互調(diào)用。(1)功能定義有效值測量功能：測量與顯示有效值。平均值測量功能：測量與顯示平均值。標(biāo)定功能：建立校準(zhǔn)表

29、。其他功能：可以自行拓展。(2)軟件實(shí)現(xiàn)思想(暫略)五、測試及結(jié)果分析1.測試儀器測試所用儀器設(shè)備如表5表 5.測試用儀器列表序號名稱型號規(guī)格生產(chǎn)廠家性能指標(biāo)、主要參數(shù)1數(shù)字萬用表Agillentxxxx安捷倫科技6 位半，準(zhǔn)確度 yyyy2合成信號源3示波器【說明：將測試用到的儀器設(shè)備列上。合適的測試儀器設(shè)備才能保證測試結(jié)果的可信性。比如選擇的表計(jì)精度比被測儀器低，示波器的帶寬達(dá)不到測試要求等，測得的結(jié) 果就不可信了】2.測試方法(1)測試連接方式如圖7所示。若必要，在輸入端加接示波器。20 / 15圖 7 校準(zhǔn)時(shí)設(shè)備連接方法(2)測試方法測試方法如表6所示表 6:基本要求部分測量方法序號測量項(xiàng)目描述測量(觀測)方法1(1) 真有效值電壓測量：可測量頻率 范圍在 OHz10kHz 頻率范圍的單 頻信號或合成信號的電壓有效值， 測量相對誤差0.5%最低位 2 個(gè) 字。(2) 測量量程：分 200mV、2V、20V 三檔，可用手動(dòng)切換量程。(1)選擇測量頻率點(diǎn)： 0Hz、50Hz、500Hz、5kHz、10kHz。(2)分別在上面對應(yīng)的頻率點(diǎn)，測量輸入正弦波，有效值大約為 10mV、50mV、1