直流电压表

直流电压表框图

直流电压表主要由直流放大器和衰减器组成，如图所示。

直流电压表又可分为两类。

1.直接耦合放大器直流电压表

由于成本低，这种类型的电压表很常见。由于放大器增益有限，这台仪器只能用来测量毫伏数量级的电压。采用级联晶体管的直接耦合放大器直流电压表的电路图如图所示。在输入级使用衰减器来选择电压范围。晶体管是一种电流控制器件，因此电阻与晶体管Q串联₁选择电压范围。从图中可以看出，忽略晶体管Q提供的小电阻，电压表的灵敏度为200千欧姆/伏₁．其他量程选择电阻器的值也是这样选择的，使得所有量程的灵敏度保持相同。所以从电路中得到的电流只有5微安。

为了保持电路的高灵敏度，使用两个级联晶体管而不是单个晶体管进行放大。晶体管问₁和问₂相互补充，并直接耦合，以减少电路中的元件数量。它们形成一个直接耦合放大器。在电路中加入可变电阻R，用于PMMC的调零。它控制来自电源E的屏蔽电流，以屏蔽掉静止电流。这种电压表的缺点是，它必须在规定的环境温度下工作，以获得所需的精度，否则在运行过程中会出现过多的漂移问题。

图中显示了在输入级使用FET的直接耦合放大器直流电压表的另一个电路图。在该电压表中，首先用量程选择开关衰减待测电压，使放大器的输入电压保持在其水平范围内。FET用于放大器的输入级，因为它的输入阻抗高，所以它不负载被测电压的电路，而且它还保持电压表的灵敏度非常高。由于场效应管是一种压控器件，所以在电路中引入了衰减器的电阻网络。晶体管问₂和问_3.形成直接耦合直流放大器，其输出最终供应PMMC仪表。当晶体管在其动态区域内工作时，仪表的偏转与施加的输入电压成正比。由于放大器有足够的增益，该电压表可用来测量毫伏数量级的电压。

除了高输入阻抗外，该电路还有一个优点，即当输入电压超过其限制时，放大器就会饱和，从而限制通过PMMC计的电流。所以仪表不会烧坏。

2.斩波式直流电压表。

斩波式直流放大器应用广泛灵敏的直流电子式电压表。其框图如图所示。首先通过斩波调制器将直流输入电压转换为交流电压，然后将其输入到交流放大器中，然后将放大器的输出信号解调为与原始输入电压成比例的直流电压。调制器斩波器和解调器斩波器的作用是反同步的。斩波系统可以是机械的，也可以是电子的。

电子斩波器电路图使用光电二极管如图所示。光电二极管在不同的照明条件下会改变其电阻，这一特性被用于斩波放大器中。当它在黑暗的地方被光源照射时，它的电阻从几兆欧姆到几百欧姆不等。

该电路中使用两个氖灯，由一个振荡器提供，每隔半周供电一次。输入级采用两个光电二极管作为半波调制器，这是由于在振荡器频率下氖灯的交替开关作用。

斩波调制器的输出是一个方波电压(与输入信号成比例)，通过电容提供给交流放大器。放大后的输出再次通过电容器，然后馈送至斩波解调器。电容器用来消除信号中的直流漂移。斩波解调器给出直流输出电压(与输入电压成比例)，通过低通滤波器，以消除任何剩余的交流分量。现在将直流输出电压提供给PMMC仪表，用于测量输入电压。

在斩波放大器直流电压表中，输入阻抗为100兆欧量级，灵敏度为每刻度段1微伏。