基于ISD4004的语音报值 交直流电压表的设计.doc

基于ISD4004的语音报值交直流电压表的设计摘要：本文介绍了基于语音芯片ISD4004的语音报值交直流电压表的设计。电路由数据采集部分，A/D转换部分，键盘与显示部分，单片机控制部分，语音报值部分和扩展功能部分组成。电路使用了并行与串行总线相结合的方式，使设计与编程灵活简便。创意新颖有趣，富于人性化，避免了频繁观察仪器显示之苦，对减轻工程技术人员的工作量和提高工作效率现实意义。关键词：单片机，SPI串行总线，I2C串行总线，双积分A/D转换一、设计任务与要求设计一个可以实现数字显示和语音报数双功能的简易交直流数字电压表，基本框图如下：基本要求：1、 测量范围：直流012V，交流最大允许输入10V；2、 频率测量范围：10Hz100kHz；3、 三位半数码管显示电压值；4、 分辨率：0.1V;5、 准确度:1%1字;6、 带显示的数字稳定后同时用语音报出所显示的电压值。发挥部分：1、 测量直流电流的数字式电流表，最大测量值为200mA;2、 能根据数字显示的测量值，用语音报出数据。 二、方案论证与设计根据题目要求，各模块方案论证如下：（一）数据采集部分直流电压测量采用简单的电阻分压方式实现分档，电流测量采用取固定电阻两端电压的方法实现，这是一种。交流电压与电流测量部分方案论证如下：方案一：采用简单的二极管半波或全波整流实现。电路简单，频率响应较好，但是二极管会有0.7V或1.4V的压降，导致电压表无法测量0.7V以下的小信号，故没有采用此方案。方案二:采用由高性能运算放大器LF353构成的精密检波电路实现。运放构成的电路可以避免0.7V或1.4V的压降，采用高频性能比较好的检波二极管，能够在克服非线性失真的基础上保证频率响应。我们最终选择了这个方案。（二）A/D转换部分方案一：采用常用的逐次比较式A/D转换芯片,电路成熟，与单片机接口简单，转换速率快，但是如果要满足任务要求中的3位半精度必须选用12位以上分辨率的器件，这种器件抗干扰性能较差，而且成本很高购买比较困难，故没有采用。方案二：采用常用4位半双积分A/D转换芯片ICL7135实现。ICL7135采用双积分转换方式，比逐次比较式转换精度高，4位半相当于14位的分辨率，远远满足任务的设计要求，而且价格低廉。尽管双积分式A/D转换器转换速率比较慢，但是任务对精度要求比较高，对转换速率并没有提出要求，而且经过软件编程，实现了ICL7135与单片机的接口连接，而且双积分形式的A/D转换方式能够大大提高抗干扰能力，能够完全消除平均值为0的干扰，所以我们采用了这个方案。（三）数字显示与键盘输入部分方案一：使用单片机本身I/O口通过扫描与编码实现显示与键盘输入。这种方法不需要外围硬件，接口简单，但需要占用大量I/O口与单片机内部资源，容易造成各个功能模块之间的冲突，使系统的反应速度下降，而且编程比较复杂，故没有采用。方案二:使用通用并行键盘显示控制电路8279或用8255扩展I/O口来实现。此种方法技术比较成熟，但占用I/O依然很多，电路比较繁冗，而且成本较高，考虑到成本与简洁性，没有采用。方案三：使用周立功公司的专用显示与键盘控制芯片ZLG7290，它采用I2C协议，能够同时驱动8位共阴数码管和64个按键，提供光标闪烁等多种便捷控制功能，而且成本低廉。使用该芯片可以大大降低显示与键盘部分对I/O口的占用和编程的工作量，所以我们选择了这种方案。（四）语音播放部分方案一：使用通用A/D器件对音频信号进行采样和转换，然后保存到数据存储器地址单元当中，放音时将不同地址单元的语音信息进行组合，通过D/A器件转换以后还原为模拟音频信号。这种方案思路清晰，但外扩接口比较复杂，如果使用高精度与高速的转换器件，数据量很大，单片机处理比较困难；如果使用低精度低速的转换器件，语音质量将大打折扣，故没有采用。方案二：使用专用的语音处理设备与语音编程设备实现。先将模拟音频信号通过语音处理设备转换为相应的数字数据，然后用专用的语音编程设备将该数据烧写到单片机的程序存储器当中，然后在程序中对语音数据进行查表组合，再经过D/A转换输出模拟音频信号。这种方案编程容易，语音衔接流畅，但是对器件和设备要求高，在短时间和一般条件下不易实现，故没有采用。方案三：使用专用语音录放芯片实现。专用芯片有很多型号，这里我们选择了现有产品中性能最好的ISD4004-08M芯片，该芯片能够连续录音8分钟，可分2400段，同时采用SPI串行总线接口，便于与单片机连接，8K的采样率可以提供高质量的语音信息，对于任务要求的完成已经游刃有余，所以我们选择了这个方案。（五）数据分析部分方案一:使用8031外扩程序存储器，这种方案复杂落后，已经被淘汰，故没有采用。方案二：使用自带FLASH ROM存储器的单片机。我们使用了业界比较著名的ATMEL公司的AT89S52单片机实现了数据分析与各个模块的控制与通信。AT89S52支持ISP在系统编程，方便了调试过程，使用效果令人满意，故没有考虑其他类型的单片机。 三、理论计算（一）数据采集部分 1、直流电压测量通过A/D转换直接进行。电流测量部分主要使用欧姆定律进行计算。直流电压测量分为三档，我们设定ICL7135的满量程输入为01.9999V，所以第一档01.9999V测量可以直接将输入信号通过限流电阻输入ICL7135。第二档为019.999V输入，第三档为0199.99V输入，所以要经过电阻进行分压衰减，档位设置如图3.1所示，现以第二档为例描述计算过程，按计算公式（3.1）求得输入电压量程为测试电压的10倍，故可以测量到19.999V。 公式（3.1）图3.1：电压表档位与测量示意图 由于任务没有给出对于输入阻抗的具体要求，而且ICL7135输入电流只有0.1uA，因此我们在此处设定输入阻抗为R1+R2+R3=10M。每一档按10倍衰减。直流电流测量我们采用01.9999V电压档测量10电阻两端电压的方法测量0200mA的电流，计算方法过于简单，从略。因为任务未对电流表内阻提出要求，而且我们设置ICL7135的基准电压为1V，无法轻易改变，故电流表内阻设置为10。2、交流电压与电流的测量采用先将输入的交流信号整流为直流信号，然后再测量相应直流信号的方法获得。此处我们采用了由高频二极管和高性能运放组成的精密整流电路。图3.1.0（a）为反相精密整流和检波电路。由图可知，当vI0时，则vOA0时，则vOA0D1导通，D2截止，输出电压vO=(-Rf/R1)vI因此实现了半波整流，其传输特性如图3.1.0(b)所示。经理论分析可得，当vI1/Avd时，则公式（3.1.1） 图3.1.0: 反相精密整流和检波电路优点：输入信号电压很小（uV数量级）时，电路仍能进行正常的线性整流（或检波）；缺点：输入信号的工作频率受集成电路带宽和上升速率的限制。（二）A/D转换部分 我们采用的ICL7135是双积分A/D转换电路，现将双积分A/D转换器工作原理分阶段介绍如下：第一阶段：自动调零AZ(AUTO-ZERO)在此阶段ICL7135完成以下工作：第一，将IN+，IN- 的外部引线断开，并将缓冲器的同相输入端与模拟地短接，使芯片内部的输入电压为零。第二，把积分器反相输入端与比较器输出端短接，此时反映到比较器输出端的总失调电压对自动调零电容CAZ充电， 以补偿缓冲器、积分器和比较器本身的失调电压，可保证输入失调电压小于10V；第三，基准电压VREF 向基准电容CREF 充电，使之被充到VREF，为反向积分做准备。第二阶段：正向积分(亦称信号积分或采样)INT(integral) 此时切断自动调零电路并去掉短路线，IN+，IN- 端分别被接通，积分器和比较器开始工作。被测电压VIN 经缓冲器和积分电阻后送至积分器。积分器在固定时间T1 内，以VIN / (RINTCINT) 的斜率对VIN 进行定时积分。令计数脉冲的频率为fcp，周期为Tcp， 则T1=1000Tcp。当计数器计满1000 个脉冲时，积分器的输出电压为 公式(3.2)式中，K是缓冲放大器的电压放大倍数，T1 也叫采样时间。在正向积分结束时，VIN 的极性即被判定。第三阶段：反向积分，亦称解积分DE(Decompose Integral) 在此阶段控制逻辑在对VIN 进行极性判断之后，接通相应极性的模拟开关，将CREF 上已充好的基准电压接相反极性代替VIN，进行反向积分，斜率变成V REF / (R INTC INT)。经过时间T2，积分器的输出又回到零电平，参见图3.2，该图分别绘出对负极性输入电压(V IN0) 的积分波形。当反向积分结束时，有关系式 公式（3.3）图3.2:双积分输出电压示意图将公式(3.2) 代入公式(3.3) 中整理后得到 公式（3.4）假定在T2 时间内计数值(即仪表显示值，不考虑小数点) 为N，则T2=NTcp，代入公式(3.4) 得到 公式（3.5）分析式(3.5) 可知，因T1，Tcp，VREF 均是固定不变的，故计数值N 仅与被测电压VIN 成正比，由此实现了模拟量- 数字量转换。 图3.3：A/D转换器的时序波形示意图A/D 转换器的时序波形如图3.3所示，每个阶段的时间分配如下：自动调零时间：1000Tcp-3000Tcp;正向积分时间T1：3000Tcp-4000Tcp(T1=1000Tcp);反向积分时间T2：0-2000Tcp;每个A/D 转换周期为4000Tcp，折合16000T0;T1 是固定不变的，T2 则随VIN的大小而变化，因为T1 / Tcp=1000, 选基准电压VREF=1000mV，所以由公式(3.5) 得到 V IN = 0.1N 公式(3. 6 )只要将小数点定在万位后边，便可直读结果。满量程时N = 2000，Vin = VM，由式(3.3)可导出满量程电压VM 与基准电压的关系式V M = 2V R EF 公式(3. 7)VREF = 1000 mV 时，VM = 2V。4位半DVM，DMM的最大显示值为19999，满量程时将显示过载符号“1”。ICL7135参考电压与转换值的关系式为：转换值=(待测输入电压VIN/参考电压VREF)*100000。 公式（3.8）例如参考电压VREF=1.0000V,VIN=1.732V，则转换值=（1.732/1）*10000=17320。 为提高双积分数字仪表抑制工频干扰的能力，所选采样时间T1 应为工频周期的整倍数。利用正向积分阶段对输入电压取平均的特点，即可消除外界引入的工频干扰。我国采用50Hz 交流电网，其周期为20mS，应选T1 = n20mS ,n愈大，对干扰的抑制能力愈强，但A/D转换时间延长，测量速率降低，例如可取时钟频率40KHz，即T1 = 1000Tcp= 100ms，恰是20ms 的5 倍。实际上考虑到交流电网的频率也会有一定波动(例如在50 0.5Hz 范围内变化)，一般情况下并不要求时钟频率严格等于规定值，允许有一定的偏差。但时钟频率的稳定性应尽量高，否则在T1，T2 两个时间内Tcp 不等，会影响转换准确度。（三）数据分析部分 单片机读入ICL7135输出每一位的BCD码，通过运算取得5位十进制数字，然后通过I2C总线发到ZLG7290的缓存，最终显示5位数值，BCD码转换为十进制数字运算方法如下： 公式（3.9）例如BCD数0011，经过运算以后得到十进制数字3。（四）数字显示部分 此部分由ZLG7290独立完成，理论计算部分已体现在集成电路设计上，在此我们不做相应的解释。（五）语音播放部分我们选用的ISD4004-08M芯片采样频率8KHz，录音时间8分钟，内部分2400段信息，每一段200mS，地址范围为0000H-0960H。末地址计算公式为： 公式（3.10）其中A0为首地址，X为段数。按此公式可唯一确定录放起始地址和准确的录放时间。四、电路图及设计文件（一）电路结构与工作原理1、稳压电源部分 鉴于系统使用了单片机也同时使用了运算放大器，我们选择了5V稳压电源给单片机供电，ICL7135使用正负5V供电，运算放大器使用正负9V电源供电。电路由简单实用的三端稳压器构成，输入电压12V，输出电流最大可以达到1A，电压调整率为50mV，满足大部分电路的要求，对于A/D转换器的基准电压输入端，我们没有采用三端稳压器输出，而是使用了高精度电压基准，这一点后文会有说明。稳压电源部分见下，由于使用了全桥，电压输入既可以使用交流输入，又可以使用正负直流输入，能够防止由于极性接反造成的事故。滤波电容使用电解电容与小电容并联的方式，能够有效消除高频自激现象。发光二极管接到正负电源之间，如果正负电源输出有一极不正常，发光二极管都会出现工作异常，提示电源部分故障。 图4.1:稳压电源部分2、模拟量测量接口部分针对题目要求，我们在此部分中设计了5个不同测量档位，其中交直流电压与电流测量为题目任务要求，电阻测量，二极管压降测量，三极管放大系数hFE测量为我们额外添加的功能，使之更接近于成品万用表的性能。图4.2为该部分电路图： 图4.2: 模拟量测量接口部分该接口电路电压测量分为01.9999V、019.999V、0199.99V三个量程，对于交流电压来说，显示的是交流电压经过精密整流电路整流以后的直流电压，交直流电压测量由一个开关进行转换，量程选择开关与小数点移位开关联动，实现量程转换的指示。精密整流电路由运放和整流二极管构成，为了保证高的输入阻抗和任务要求的输入带宽，我们选用了高输入阻抗高速运算放大器LF353。LF353采用场效应管差动输入，输入阻抗高达欧姆，转换速率13V/uS，增益带宽积3MHz，完全可以满足要求。一般的二极管无法满足频率带宽的要求，使用快恢复和肖特基二极管效果也不是很好，而且成本比较高，我们用9018的集电结代替高频二极管取得了非常好的效果。 电流测量电路是在电压测量的基础上，在电路中串联一个10的电阻，通过测量电阻两端的电压达到测量电流的目的，电压测量使用的是01.9999V的量程，所以电流测量的量程为0199.99mA，满足任务要求。 电阻测量部分我们用两只特性比较接近的9015三极管构成恒流源电路，通过测量流过被测电阻两端的电压间接达到测量电阻的目的。根据接入电阻的不同，能够构成的恒流源电流为1mA、100uA、10uA、1uA四个档位，对应电阻档最大量程为2000、20K、20K、200K。二极管压降测量部分也是建立在电压测量的基础上，通过测量二极管导通之后的两端电压达到测量的目的，测量范围0-1999.9mV。 三极管放大系数hFE测量电路原理是恒压源通过限流电阻和三极管发射结形成恒定电流，通过测量三极管集电极输出电流达到测量hFE的目的。3、A/D转换部分 电路部分采用4位半双积分A/D转换器件ICL7135实现，针对题目要求，测量准确度与分辨率游刃有余。ICL7135必须由外部提供125KHz-1.2MHz的时钟信号，A/D转换一次需要耗费4002个周期的时间，输入时钟频率越高，其转换速度也越快，但是考虑到系统本身的稳定性和响应速度，时钟不宜高过1MHz。NE555组成多谐振荡器，给ICL7135提供A/D转换的外部时钟，振荡频率可调，为数百KHz,经过测试，我们选择了250KHz。ICL7135输入端接入由电阻和电容构成的低通滤波电路，作用是滤除高频干扰和限制输入电流。ICL7135最大输入电压为2V，为防止过高的电压损坏芯片，我们在输入端反向接入了两只保护二极管，当输入电压高于电源电压，电流将流入电源正极而不流入芯片，当输入电压低于地，电流将从地流出而不从芯片流出，这样就起到了保护芯片的作用。ICL7135的参考电压由高精度电压基准TL431产生的2.5V经电位器分压获得，我们设置参考电压为1.0000V，则根据理论计算得出基本测量范围为01.9999V。ICL7135主要性能特征如下：*满度测量量程为2.0000V，在此范围内，准确度为1个字。*能够自动调零，保证在0V 输入时读数为“0000”。（最高位自动消隐）。*输入阻抗高于，输入漏电流仅仅1 pA（典型值）,允许差分输入方式。（本电压表按共地方式输入）。*采用多位分时扫描显示技术，简化硬件连接和节省驱动功率。所有输出电平与TTL 电平兼容。电路原理图如图4.3： 图4.3: A/D转换部分 电路工作原理： ICL7135在将测试端VIN输入的模拟电压转换为数字之后，由B1、B2、B4、B8以多工方式输出BCD码数据，位选信号由D1、D2、D3、D4、D5多工扫描输出，具有数据锁存功能。ICL7135的/ST脚接单片机外部中断INT0,在转换数据输出的同时，此脚输出一个很窄的负脉冲，用以引起单片机中断，单片机程序进入中断服务函数以后从P2口高5位读入D1D5的数值，哪一位被选中则输入高电平，然后读入P0口低4位BCD数据码B1、B2、B4、B8，经过转换获得相应的数值。每一次中断读取一位数据，5次以后输出全部数值。R/H脚接P2.5，为转换控制引脚，该脚为HI时命令A/D开始转换，LO时保持现有转换值。POL脚接P2.6，为正负极性判断引脚，该脚为HI时表明输入为正值，为LO表示输入为负值。OR脚接P2.7，为超出量程报警端，当所测电压超出量程范围之后，该脚变高。4、单片机控制部分 我们使用了AT89S52作为本系统的控制芯片，它有8K的程序空间，256B的数据存储空间，两个外部中断，工作频率12MHz，对本系统来说，资源已经足够。控制部分电路原理图如图4.4： 图4.4: 单片机控制部分复位部分我们使用了简单的阻容复位，取典型值22uF和1K，反复实验证明复位效果良好。P1.1作为I2C总线和SPI总线的时钟线，P1.2作为I2C总线和SPI总线的数据线，总线一共挂了3个器件，故使用了3K的上拉电阻给总线提供驱动电流，实验证明3个器件ZLG7290、PCF8563和ISD4004都可以稳定工作。本来任务并没有要求时钟部分，但是考虑到系统的扩展性以及对系统资源的充分利用，我们添加了时钟部分，在电压表无测量任务的时候显示时间，并考虑扩展语音报时功能，增加了功能性和趣味性。P0口低4位作为A/D转换的数据输入端。P0口高4位作为小数点位置读取输入端，这4个口外接上拉电阻以保证高低电平的准确性，当选中某个档位时，该脚被拉为低电平，读入P0高4位即可判断小数点的位置，进而在语音播放中做相应的调整。P2的低5位作为A/D输出位选数据输入端，配合对P0低4位读取，就可以获得A/D转换值。P2的高3位对A/D芯片进行控制与判断，不再赘述。档位选择信息的读入由各个对应I/O口完成，接线请参看图4.4。例如选择了电流档，则电流档对应的I/O口电平为低，其余档为高，则程序中进行相应操作。5、显示与键盘控制部分为了节省单片机的I/O口资源，同时便于编程和控制，我们选择了周立功公司的基于I2C总线的专用显示与键盘控制芯片ZLG7290完成这部分设计，使编程工作量大大减少，控制功能却明显提高。ZLG7290可同时控制8位共阴的数码管和64个按键，每个按键有唯一的编号，编程相当简单。关于ZLG7290的详细功能描述、寄存器与指令详解请参看相关数据手册，我们在这里不做描述。ZLG7290采用低电平复位，复位后可以清除数码管显示和显存的内容。时钟使用8MHZ晶振，频率越高响应与刷新速度越快，但最高不要超过10MHZ。我们用它驱动6个共阴数码管和8个按键，没有使用它的一些特殊功能，编程相对简单。我们在程序里对数据进行处理，然后通过I2C总线将数据写到ZLG7290的显存，原来由单片机完成的译码与扫描过程都交由ZLG7290完成，提高了CPU的工作效率和响应其他操作的速度。当有任意一键按下，ZLG7290都会向单片机输出一个低电平，表示有键按下，单片机可以用中断的方式也可以用查询的方式处理按键过程，然后读出按键对应的编号，即可进行编程。电路原理如图4.5： 图4.5: 显示与键盘控制部分6、语音播放部分 因为要完成语音报值，所以语音芯片是本系统中的核心器件，这里我们选用了性能优良的录放芯片ISD4004来实现这部分的设计。ISD4004是美国ISD公司的新产品，声音录放采用了Chip2Corder 专利技术,即声音无须A/ D 转换和压缩就可直接存储, 没有A/ D 转换误差, 在一个记录位可存储多达250 级声音信号，相当于通常A/D技术记录容量的8 倍。录音时间816分钟，时间长短由采样频率决定，采样频率越高记录时间越短但音质越好，我们的系统采用了8分钟的芯片，取得了较好的音质。其内部语音存储器共分为2400段，每段占用时间为200mS(针对8分钟芯片)，分段地址范围为0000H-0960H。片内集成了晶体振荡器、麦克风前置放大器、自动增益控制、抗混叠滤波器、平滑滤波器、声音功率放大器等, 只需很少的外围器件, 就可以构成一个完整的声音录放系统。3 伏电压供电, 电流小: 待机时1A , 放音时30mA ,录音时25mA。图4.6是ISD4004在本系统中应用的原理图。 图4.6：语音播放部分 由于ISD4004采用2.7V3.3V低电压供电，所以必须要将5V电压转换为3V，典型电路使用HT1030转换芯片，但是很难买到，我们也考虑过使用LM317稳压的方案，但是感觉相对麻烦成本较高，最后我们采用了电源串联3只二极管的方案，利用3只二极管本身的压降实现电压降低1.8V2.1V的要求，使其输出电压为2.9V3.2V，刚好达到ISD4004的工作电压要求范围。由于ISD4004本身对电源供电质量要求不是很高，而且实验证明此种方法可以使其可靠的工作，所以我们采用了此种方案。ISD4004采用SPI接口与单片机通讯，虽然它的供电电压只有3V，但是单片机可以准确地识别接口的高低电平，不会发生错误。ISD4004的SPI总线由4线构成，分别为片选端、时钟输入端SCLK、串行数据输入端MOSI、串行数据输出端MISO，关于详细的SPI总线协议以及驱动方法请参看有关资料。7、温度测量电路部分 这一部分是对数字电压表的扩展，我们采用了MAXIM公司的1-Wire总线温度传感器DS18B20，它的温度测量精度可以达到0.0625摄氏度，它只有一条数据时钟复用总线，遵从1-Wire总线通讯协议与单片机通讯，大大节约了单片机I/O口。关于一总线的通讯协议请自行查阅相关手册。我们只设计了一个接口，使用时可以直接将DS18B20插入，这里使用TO口作为一般的I/O口传输数据，电路图如图4.7：图4.7:温度测量电路部分8、红外遥控接口部分 我们只是用了一个一体化的红外探头作为红外线遥控接口，可以实现用红外线遥控报值。电路图如图4.8：图4.8: 红外遥控接口部分（二）软件设计 软件部分全部采用嵌入式C51语言编写，开发环境为KEIL 7.0版本。程序烧写使用自制的并口在线编程烧写器，烧写软件为51PRO V2.0。 完成主要功能的软件流程图如图4.9所示：图4.9：主要功能软件流程图（三）相关设计文档清单01电路设计项目文件：语音报值电压表.DDB（其中包括电路图文件：语音报值电压表.SCH；印制电路板文件：语音报值电压表.PCB；元件清单列表：语音报值电压表.XLS等文件）02软件编程项目文件：语音报值电压表.UV2（其中包括源程序文件：语音报值电压表.C；程序烧写文件：语音报值电压表.HEX等文件）（四）实际作品描述 1、整个系统由控制与人机界面部分（见图4.9）和电源与数据采集与接口部分组成(见图4.10)，整机成品见图4.11。图4.9：控制与人机界面部分图4.10：电源与数据采集与接口部分图4.11：整机实物图2、人机界面档位选择说明请参见图4.12。图4.12：档位选择开关示意图 使用时请选择您要测量的物理量档位，并且估计物理量的大小，选择合适的量程，请勿超出量程使用，否则一切后果由使用者承担。 3、工作流程 开机后播放开机音乐与作者介绍。播放结束显示转换结果，待显示稳定后播放显示的数值。显示是否稳定是一个模糊的概念，这里我们判断读数稳定的标准是如果连续两次转换结果的高3位相等，就认为数据转换已经稳定，然后读取最后一次转换值进行显示。 五、指标测量与数据分析（一）测试仪器清单序号名称型号规格与使用档位生产厂家01台式万用表GDM-8245位，交直流电压电流测量，电阻值测量，交流信号允许输入频率20Hz50KHz台湾INSTEK02数字示波器TDS 21060MHz带宽，交流信号整流后波形测量美国泰克03直流稳压电源HT-1712G双路直流030V输出石家庄无线电十厂（二）测试项目与方法1、仪器连接示意图2、测试原理用开关切换位高精度台式数字万用表和系统板，分别测量对应数据，将结果记录并进行比较，通过数据分析得出误差数据。如果不用切换开关而直接并联测试仪器和被测系统，则可能因为负载的变化造成测量精度下降。3、仪器精度等级分析 位台式万用表GDM-8245规格如下：直流电压准确度：500mV, 5V, 50V, 500V档+(0.03% 读值 + 4 位数)、1200V 档 +(0.03% 读值 + 9 位数)交流电压绝对有效值 (交流或交流加直流绝对有效值) 准确度：500mV50V 共 3 档20Hz45Hz：+(1% 读值 + 15 位数)45Hz2kHz：+(0.5% 读值 + 15 位数)2kHz 10kHz：+(1% 读值 + 15 位数)10kHz20kHz：+(2% 读值 + 30 位数)20kHz50kHz：+(5% 读值 + 30 位数)500V、1000V共 2 档45Hz1kHz：+(0.5% 读值 + 15 位数)直流电流准确度：500A500mA 共 4 档：+(0.2% 读值 + 2 位数)2000mA20A 共 2 档：+(0.3% 读值 + 2 位数)交流电流绝对有效值 (交流或交流加直流绝对有效值)：准确度500A500mA 共 4 档45Hz2kHz：+(0.5% 读值 + 15 位数)2kHz10kHz：+(1% 读值 + 15 位数)10kHz20kHz：+(2% 读值 + 15 位数)2000mA20A 共 2 档45Hz2kHz：+(0.5% 读值 + 15 位数)电阻测量准确度：500档：+(0.1% 读值 + 4 位数)5K500K共 3 档：+(0.1% 读值 + 2 位数)5M档：+(0.2% 读值 + 2 位数)20M档：+(0.3% 读值 + 2 位数)二极管测试：可量测二极体的顺向导通电压. 最大顺向电压 1.5V. 开路电压 2.8V.（三）数据记录与分析1、直流电压测量数据0-2V量程范围测量台式万用表0.12