图7 档位判断电路
其中3 个控制引脚： G2A'、G2B' 为低电平开启，G1 为高电平开启。电路引脚中，若A、B、C无输入或悬空时，Y0 输出1 , 控制档位在最高量程电压档位上，起到保护电路的作用。
档位的开启电路如图8 所示。电路中采用了N沟道增强型场效应管。各场效应管的栅极分别接到3?8 译码器输出的相应量程档位上。各场效应管的漏极分别接由分压电阻分压后的电压，从而实现对档位的选择。
根据测量电压的量程，场效应的最大击穿电压必须大于300 V , 一般可选耐压为350 V 的开关管。前面的译码器中若控制端G2A' 和G1 分别不为0 和1 时，即量程不在0. 2~300 V 之内时，译码器所有输出为0 , 所有档位开启电路也都关断，起到保护仪表的作用。
图8 档位开启电路。
3. 2. 3 量程自动选择总电路
根据上述研究，可得量程自动转换电路如图9 所示。电路中所用的基准电压都是2 V , 可用同一直流电源提供。稳压管均采用2. 8 V 工作电压的稳压管。整个输入值判断器的电路在测量端的输入电阻值不小于20 ∥ 19 ∥ 19. 8 ∥ 29. 9 ∥ 20 = 4. 227 MΩ ,以实现高阻抗输入的特点。
图9 量程自动选择总电路。
4 芯片的选用
在选用3-8 译码器芯片时应当注意的是： 当前常用的3?8 译码器芯片为低功耗肖特基系列，即74LS 系列，如74LS138 . 其输出Y0~Y7 , 都是反相输出，而图7 中的则为正相输出。应用74LS138 时应在各输出端加反相器。
电路中共用了12 个运算放大器，可选用3 块LMP2014MT 芯片提供。LMP2014MT 系美国国家半导体公司2004 年12 月发布的低功耗、轨到轨输出(满压输出) 的精密放大器。主要利用其高集成度低功耗的特点： 每块集成4 个运算放大器。
芯片工作电压为2. 7 ~ 5. 25 V ; 工作温度为0 ~70 ℃ ; 最高输入输出电流为30 mA .
5 结论
提出并设计了一种适合于智能电压表的量程自动转换电路，并对所设计的电路图用EWB 软件进行了仿真。文中所设计的电路是按直流的电压输入量来设计的。对交流量的测量则需要在输入端加设一绝对值转换器，把交流电压幅值转换为对应的直流量值。而且对于范围更宽的输入量的测量则需要增设扩展档位，增加分压电路，提高场效应管的耐压值，选择更多输入输出线的译码芯片。
由于本文所设计的电路的选档部分和档位开关是通用型的，当这部分电路作适当的调整后，可移植到设计量程自动选择的电流表、欧姆表等测试仪表中。因此还可用在自动测试及控制等方面。
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