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现在技术比较廉价了，高位ADC，精密运放都很便宜，单片机也更容易学习使用，做一个高分辨率的万用表并不是很难的一件事。
现代32位内核单片机性能相当强劲，这使得自制的万用表远强于低端商品万用表，手持表。只要花费一点时间学习c语言编程，就能自由设计数据采集功能，这使得业余条件对元件电路的分析，不再局限于工作点而是特征曲线，这是技术前进的基础，仅仅保持在维修工的水平是不够的。
电路如图所示，Vhigh-Vlow是输入端子，U2 AD8638输入缓冲放大，由继电器S3选择100:1分压或直通，AD8638在15V供电下输入范围0-12V，直通的输入阻抗>10TΩ。U1提供浮地电平，将输入调整为-1.5 ～ 10.5v。一般ADC不支持负电平输入，这里ADC采用ADS1232，电路图中没有画出，ADS1232参考电压为5V，输入满量程+-2.5v（由于ADG659耐压最高13v，所以没有偏置到2.5v，而是1.5v，这样10V满量程输入还有0.5v的工作余量在12v电源下）。S1 4:1×2多路复用器接在U2的反馈回路，得到×1，×0.2，×10，×100的输出幅度，×0.2档将10V输入转换为2V满足ADC输入范围，U3驱动ADCin+。
S5选择将检流电阻并入Vhigh-Vlow端，测量R21的电压即获得电流档 。整流桥钳位检流电阻压降在+-1.4V，U11为整流桥提供等电位偏置，使D3，D4无电流流过，不影响正常测试电流档的精度。
U7将5V Vref转换为13v供欧姆电流源使用。U4与Q2构成恒流源，由S2切换检流电阻，U5切换输入参考电压，获得10ma，1ma，100ua，10ua恒流。Q13456是抄的保护电路，2n4117很贵，换mmbf4117不知是否有性能的差别？另外大部分横流源都是使用JFET，这里使用BSS84 MOSFET，它的输入电容小于100pf并不比JFET大很多，不知是否能稳定工作。
S4将恒流源注入Vhigh供两线测量电阻使用。四线测量时，恒流源从RIhigh流出，流入Vlow；Vhigh缓冲高端电平，U6缓冲低端电平，通过U5输入ADCin-。非四线测量电阻时，ADCin-接到浮地端。
电路仅绘制了输入部分的原理，其他ADC，基准的连接和单片机的部分并没有绘制，这些部分对性能的影响不大。为了减少切换电路的复杂性，也没有加入交流档位和真有效值测量，单片机往往已经带有一个10bit或更好的高速ADC，这样可以利用该ADC制作副测量通道，并用单片机进行有效值计算，从而省去价格昂贵的有效值转换芯片。
以上是万用表的设计思路，还没有实际制作出来，特请教技术前辈，电路设计上有何错漏之处，盼望勘误。
以下是我想到的几点问题：
1.各个电路的输入部分仅靠限流电阻和芯片内部的钳位二极管保护，是否能满足电路保护需要呢？
2.继电器的绝缘电阻仅500MΩ，在低压差情况下，它的泄漏电流是多少呢？推荐使用什么型号的廉价继电器较好？我打算用宏发的HFD4型号，是否存在问题？
3. 4066，4052等模拟开关的漏电流一般是多少呢？如果按手册上给的1ua计算，对精度的影响太大了。
4. AD8638的噪声是1.2uvPP，在2.5V满量程下，6位分辨率已经触及它的噪声，那么用它放大10倍，100倍是否有效？是否可以通过简单的RC滤波获得直流放大而噪声限制在6位分辨率下。
5. VISHAY的MELF电阻有几种规格，Precision的精度较高0.1%老化特性好一点（0.07W 0.05%1000h），但是Professional （0.25 W0.15%1000h）的价格只有1/10，datasheet里表明其老化和功率有关，那么Professional使用更小的功率时，其老化特性是否差别没有这么悬殊？或者这根本是同样的电阻只是精度不同？
6. U1， U7两个运放的负载较重，但应该还是在输出电流范围内（<15ma），对性能的影响明显吗？
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发表于 2013-12-27 17:11:49
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楼主
深夜一顶~~~~~~