Цифровые вольтметры переменного напряжения

Входной величиной АЦП в данном случае является напряжение переменного тока произвольной формы, изменяющееся в широком диапазоне частот, а выходной величиной – цифровой код.

В то же время для преобразования измеряемого напряжения в цифровой код оно должно иметь форму, удобную для кодирования. Следовательно, необходимы предварительные функциональные преобразования переменного напряжения в постоянное, обработка мгновенных значений переменного напряжения и трансформация спектра переменного напряжения в область более низких частот.

Преобразователи переменного напряжения в постоянное просты, удобны, работают в широком диапазоне частот. После преобразования можно использовать цифровые вольтметры переменного напряжения.

Преобразователи с обработкой мгновенных значений применяют на низких частотах.

Преобразователи с трансформацией спектра применяют на высоких частотах.

Преобразователи переменного напряжения в постоянное аналогичны детекторам аналоговых вольтметров. Следовательно, измеряемое переменное напряжение может быть пропорционально амплитудному, среднеквадратическом или средневыпрямленному напряжению. Однако требования к таким преобразователям выше в части точности и линейности преобразования, чувствительности, динамического и частотного диапазонов.

По-иному могут проектироваться преобразователи амплитуды импульсов в импульсных цифровых вольтметрах. Амплитуда импульсов может преобразовываться в пропорциональный интервал времени, который заполняется импульсами ГСчИ. Это преобразование осуществляется с помощью схемы, аналогичной пиковому детектору. Конденсатор заряжается до Umax за время действия импульса, а по окончании импульса разряжается через токостабилизирующий элемент по линейному закону.

Рассмотренные принципы построения цифровых вольтметров переменного напряжения приняты ха основу при проектировании универсальных вольтметров. Измеряемая величины преобразуется в постоянное напряжение с последующим его измерением цифровым вольтметром постоянного тока. Аналоговая часть представляет собой набора преобразователей измеряемых величин в постоянное напряжение, коммутируемых на вход цифрового вольтметра в соответствующих режимах работы.

Основными узлами цифровых вольтметров являются ключи, логические элементы, операционные усилители, триггеры, сравнивающие устройства (компараторы), интеграторы, цифро-аналоговые преобразователи, счетчики импульсов, отсчетные устройства.