HP34401A万用设计原理一．=Z，他丧垃中船总七==所刘勇]1．／2摘要介绍和分析61／2,L％7i9]表HP344OlA的设HP34401A万用表的主要操作．如选择功能、量程计原理、主要线路．厦所采用的一些新的电子技术。和位数都容易在前面板操作。使用菜单功能可以对特婚关键词：韭A／D转换器多斜积分塞堕垫生定的应用忧化方便了人与表的对话。它具有HP⋯．准远控软件期暖模锄堍墨IB(IEEE-488)接口和RS-232接口．系统I／O吞吐量大，远控软件有三种不同的命令(SCPI．HP347-一、概述8AFluke8840A／8842A)语吉．保证了软件的向上和HP34401A是HP公司在1991年底开发的数字万用向下兼容，这样在系统应用时不需要对现有软件进行表-在51／2位的价格水平上得到6i／2位的分辨力，万重编．就可以使用。用表脒交、直流电压，交、直漉电流．两线、四线电阻等测量功能外还具有频率周期电路连续性、二极管测二，HP34401A原理框图该万用表的原理框图如图l所示．它主要分为浮地试和直流比率荨测量功能．并且测量范围宽．能够进千亍电路和接地参考电路两部分，所有的测量、控制和显示快速准确的测量，脒能得到i000个读数／秒的测量速率功能均由浮地电路完成．浮地电路包括前／后面板选外．还可以改变量程50次／秒、改变功能26次／秒，24小择功能开关、DC放大和欧姆源、AC电路、A／D转换时之内基本直流准确度为0，0015，交流准确度为器浮地逻辑和前面板等部分。0，06％．带宽为3Hz到300kH图1原理框图万用表共有三个微处理器和一个专门设计的用户能，该部分包括继电器和固态开关直流高~,100：1分门阵列完成逻辑控制功能。其中主CPU、前面板微处理器和用户门阵列在浮地电路，输入／输出徽处理器在接地参考电路中微处理器之间采用串行方式通讯。接地参考电路作为主CPU的一个协作处理器，通过光隔离的串行通讯链建立#bI／O口与主CPU之间的通讯接地参考电路提供万用表HP-IB和RS232接口功能，同时管理外触发和电压表测量完成(vMCOMP)脉冲信固3电流龇量输入回路简图号。压器电流测量用的分流电路。电压HI端和LO端能承每一种测量功能都将输入信号转换成士12V以内受1000V的峰值电压，检测端sense和Lo端能承受200的直流电压，A／D转换器将直流电压转换成数字信号V的峰值电压。这些高压时的保护功能由串联的8个l3这个A／D转换器采用多斜积分Ⅲ原理，具有快速准确kn／1w电阻或串联的3个24k／1w电阻提供的优点。万用表AC／DC转换器采用AD公司的单片四．DC放大器与欧姆电流源RMS／DC转换器AD6g7SR．具有线路茼单、转换准确DC放大器电路原理如图4所示。DC放大器用于腙度高的特点。同时万用表具有50kHz的高频电压单独校频率和周期测量外的所有功能的测量它通过固态开准，提高了高频准确度，使有效带宽达到300kHz．主关动态选择三种输入：测量被测输A(MC)、测量零输入CPU利用A／D转换的数字信号计算读数，并调用贮存(M和预充电(PRE)。最终的测量结果是MC减去MZ．的校准常数修正测量读数．然后这个修正后的读数被MC状态是实际的输入测量，MZ状态是MC测量时内格式化后送至前面板显示。这个读数也可以送至接地部偏置电压襁『量PRE状态是用来给内部电容预充电，参考电路的远控接口。以减小MC或Mz动态过程中注入输入端的电荷。浮地部分前面板的逻辑电平与主CPU逻辑电平是不相同的．通过电平转换电路完成逻辑电平的变换。供电电源部分给浮地电路和接地参考电路提供所需电源。匿三、前／后面板选择与功能开关该部分采用一些保护电路，来保护测量电路承受象静电放电这种高能量的过渡过程或电源过渡过程的图4直流放走嚣原理简图冲击，电压测量回路保护电路如图2所示。图4中的场效应对管具有高增益、低噪声和高输入阻抗等特性．用以改善运算放大器OP27G的输入特性直流放大器输入阻抗大于1oGn．输入偏置电流在26℃撕地时小于舳PA输入阻抗也可以通过选择并联一个lOMn电阻DC放大器通过变换阻值稳定的电阻网络来改Lo变放大倍数分别为1、10和100．DC放大器与100l直流1f；砖玻站挣l}J鲫v／so4高压分压器。交流电路配音，使输入到A／D转换器的直漉电压在±12V以内Vs“PP：{囊昔量随警f100v电流测量是通过在已知分流电阻上施加未知电流，测量压降后由计算得到。电阻测量是通过在未知电圈2电压测量回路保护电路茼固阻上施加已知电流，测量压降后由计算得到电阻测量电流输入回路设计双