12、树莓派在电子测量与音频应用中的实践

树莓派在电子测量与音频应用中的实践

1. 电压、电流、电阻与电容测量项目

1.1 电压表注意事项

在使用电压表测量电压时，要特别注意最大输入电压不能超过 +3.3 V。若需测量更高电压，可使用电阻分压器电路降低输入电压，例如使用 10 kΩ 和 100 kΩ 的两个电阻组成的电路，输入电压会被衰减 0.909 倍，测量结果需乘以 11，计算公式为：

mV = adc * 3300.0 * 11.0 / 1023.0

1.2 电流表设计

设计好电压表后，设计电流表就相对容易。最简单的方法是在要测量电流的电路中串联一个已知的固定电阻，通过测量该电阻两端的电压，再用电压除以电阻值，即可计算出电路中的电流。假设要测量的最大电流为 1 A，可选择一个 10 Ω 的固定电阻，并确保该电阻的功率额定值至少为 20 W（如线绕电阻）。

1.3 欧姆表设计

设计欧姆表也很简单，只需将一个固定电阻与未知电阻串联，通过测量未知电阻两端的电压，就能轻松计算出其阻值，并将结果显示在 LCD 上。
- 电路公式 ：未知电阻 Rx 两端的电压 Vo 计算公式为 Vo = Vin × Rx / (R1 + Rx) ，变形可得 Rx = Vo × R1 / (Vin – Vo) 。当 Vin 为 3.3 V，R1 选择 3.3 kΩ 时， Rx = Vo × 3300 / (3300 mV – Vo) （Rx 单位为欧姆，