终于解决了LTZ1000宽频噪音过大的问题

jj3055 · 发表于 2011-7-19 10:54:26

以前我发过关于LTZ1000噪音的测试帖子，用示波器测试噪音离奇的偏大，详细情况见帖子： https://bbs.38hot.net/read.php?tid=9238
可以看到有大量的断续杂波存在，这个杂波到底是LTZ1000电路本身的噪音还是外界的干扰噪音，不得而知。但是从波形上看，不像是自激波形。

前几天看到了4元一节的小铅蓄电池，这么便宜就搞了4节串起来给我的新版LTZ1000基准供电，结果让人欣慰。

以下测试基于新的输出可接电容的电路：
COS5041示波器Y轴灵敏度1mV/DIV,X轴扫速1ms/DIV。

探头短路，可见本底噪音峰峰值为200uV左右。

以下测试用电池供电：
测量LTZ1000CH的基准输出，噪音值和本底噪音差不多，其宽频噪音已经低到了示波器的极限。

以下测试用市电整流后供电：
可见有大量的断续噪音窜入，这个断续噪音或许就是很多人测试的LTZ1000的跳数问题产生的根源。

Y轴灵敏度不变，X轴扫速到0.2uS/DIV,可以依稀测出噪音的波形，波形的频率在变，幅度在变，而且波形存在不规则不连续的情况，可见外界串入的这个噪音非常复杂：

我好奇的尝试了把示波器探头短路，然后再把短路的探头接触LTZ1000的负极输出，仍然可见该波形存在，可见该波形的共模性质。

继续测试官方版本的LTZ1000电路，就算用电池供电，也有大约1mV的噪音，可见，输出接电容确实可以对宽频噪音的降低有很大的贡献。

longshort · 发表于 2011-7-19 10:57:42

您的情况和我这边的一模一样，噪声峰峰值在1mV左右，甚至探头只接一根线就有，这只能是外界干扰了。

jj3055 · 发表于 2011-7-19 11:04:50

现在可以下这样的结论：
1、官方电路输出不能接电容，无法抑制宽频噪音的产生和外界串人，所以导致宽频噪音很大，当然这个宽频噪音对万用表的直流测量没有太大的影响。但是也不能否认宽频噪音是低频不稳定性的诱因，因为噪音始终要影响反馈电路，使得反馈回路不断调整，导致不稳定性的引入

2、输出接电容的电路可以使LTZ1000的宽频噪音降低到不接电容的1/10以下。接电容仍然无法根本性改善市电噪音的窜入，尤其是共模噪音。所以仍然建议在高规格场合用电池供电。

3、测量环境和测量方式，对LTZ1000的性能测量结果影响很大，有时候测试出的结果往往是测试系统本身的，而不是基准的。

jj3055 · 发表于 2011-7-19 11:11:46

接下去我能做的就是把我刚刚千辛万苦做好的8套金封骚包基准给拆掉，然后去设计新电路，重新装起来

三只眼闲人 · 发表于 2011-7-19 11:33:00

好。真好。就是好。非常的好。

suny-hyb · 发表于 2011-7-19 11:41:53

你是直接用示波器测试的？---

LT公司有噪音的测试电路和参考文档，

xusiyin · 发表于 2011-7-19 11:48:24

请问买的你的那套AD588BQ基准也需要用电池供电吗？

lilith · 发表于 2011-7-19 11:59:36

引用第3楼jj3055于2011-07-19 11:11发表的 :
接下去我能做的就是把我刚刚千辛万苦做好的8套金封骚包基准给拆掉，然后去设计新电路，重新装起来

别拆了吧，重复焊接对这些元件估计不太好，把它们组成 10V 的就很好了，把缓冲器加入 7 to 10 反馈环节，利用运放消除缓冲器的失调/vos per TC 就可以做的很好了 --- 所以，送我拿去做 10V 吧

jj3055 · 发表于 2011-7-19 12:00:53

引用第6楼xusiyin于2011-07-19 11:48发表的 :
请问买的你的那套AD588BQ基准也需要用电池供电吗？

588不需要，这个定位在4位半的应用场合，没有必要用电池

我的带整流稳压的588不能用电池供电，否则必烧

jj3055 · 发表于 2011-7-19 12:01:59

引用第7楼lilith于2011-07-19 11:59发表的 :

别拆了吧，重复焊接对这些元件估计不太好，把它们组成 10V 的就很好了，把缓冲器加入 7 to 10 反馈环节，利用运放消除缓冲器的失调/vos per TC 就可以做的很好了 --- 所以，送我拿去做 10V 吧

那你送我一套达芬奇家具交换[s:28]

jj3055 · 发表于 2011-7-19 12:06:32

引用第5楼suny-hyb于2011-07-19 11:41发表的 :
你是直接用示波器测试的？--- LT公司有噪音的测试电路和参考文档，

手册里是有的，但是要看清楚是低频噪音还是宽频噪音，测试的波形是否经过低通滤波，和这里测试的内容是否一致

lilith · 发表于 2011-7-19 12:08:46

引用第9楼jj3055于2011-07-19 12:01发表的 :

那你送我一套达芬奇家具交换[s:28]

我代理的又不是达芬奇，昨天 youngli 不是说出我代理的那个品牌了吗 [s:22]

jj3055 · 发表于 2011-7-19 12:08:59

我现在很想知道的是，商品电压基准，比如FLUKE732,迪特朗4910这些的宽频噪音情况如何，看到FLUKE 7000系列电压基准的手册，发现宽频噪音也不小，折合一下也有1毫伏了。

哪位大侠能帮忙测试一下，我手头一个商品基准都没有，全是DIY的。

youngliu · 发表于 2011-7-19 12:30:45

7001的宽频噪声大可能是电路没有采取抑制宽频噪声的滤波电路，因为在反馈环路里或者输出加电容，电容的漏电电阻可能会成为一个不稳定因素，影响长稳

heize0 · 发表于 2011-7-19 12:50:51

示波器探头的接法有问题，应该去掉那更长长的接地拖线。直接用探针和外围的接地环接触待测点和地。

lilith · 发表于 2011-7-19 12:52:54

引用第13楼youngliu于2011-07-19 12:30发表的 :
7001的宽频噪声大可能不电路没有采取抑制宽频噪声的滤波电路，因为在反馈环路里或者输出加电容，电容的漏电电阻可能会成为一个不稳定因素，影响长稳

所以说，jj 还是有空加一个 7to10 再测试比较合理

lilith · 发表于 2011-7-19 12:58:58

另外，商品基准 LTC6655 手册给出的有关图表比较丰富，从中可以看到一些有趣的东西 [s:22] 输出电容的不同改变频点；jj 提到的电池，想到电源抑制比

lmserver · 发表于 2011-7-19 19:55:12

LTZ1000的7V从来就没有直接作为输出基准使用的，原始7V根本不适合引出一两米的线接表上测、转移，也从来没见到哪个文献直接用表测量原始7V。

AN86里有很全的应用介绍，包括7V缓冲，7转10，7转正付125，噪音放大器等等。

youngliu · 发表于 2011-7-19 20:12:36

楼主是想创新应用LTZ，不要过分打击JJ的积极性

jj3055 · 发表于 2011-7-19 20:38:51

引用第17楼lmserver于2011-07-19 19:55发表的 :
LTZ1000的7V从来就没有直接作为输出基准使用的，原始7V根本不适合引出一两米的线接表上测、转移，也从来没见到哪个文献直接用表测量原始7V。

AN86里有很全的应用介绍，包括7V缓冲，7转10，7转正付125，噪音放大器等等。

慢慢等，你会看到我直接用7V输出作为基准的6位半表的诞生，不过等的时间会比较长，但是肯定会出来的。到时就会领略直接用7V做基准的电压表的超级稳定性。

时代在进步，以前的一套慢慢就会陈旧了。

youngliu · 发表于 2011-7-19 20:47:31

JJ志向远大，佩服

lymex · 发表于 2011-7-19 21:00:59

“用7V输出作为基准的6位半表”
楼主想做自己的6位半吗？

lilith · 发表于 2011-7-19 21:22:33

引用第19楼jj3055于2011-07-19 20:38发表的 :

慢慢等，你会看到我直接用7V输出作为基准的6位半表的诞生，不过等的时间会比较长，但是肯定会出来的。到时就会领略直接用7V做基准的电压表的超级稳定性。

时代在进步，以前的一套慢慢就会陈旧了。

jj 打算用现成的 ∆-Σ ADC 来做，还是用分立的多斜积分电路来做呢

？话说我倒是想了一个把 7V REF（LTZ、LM399 等）用于现成的 ∆-Σ ADC 的方案，就是每一次测量周期分为三次，一次调零、一次自校准（测量 7V REF），然后才测量（外部信号）。不过现有的 ∆-Σ ADC ，只怕线性度还是有点

jj3055 · 发表于 2011-7-19 21:35:01

引用第21楼lymex于2011-07-19 21:00发表的 :
“用7V输出作为基准的6位半表”
楼主想做自己的6位半吗？

是的，因为现在的MCU运算能力强，我希望用扫描测试基准和输入，然后通过运算修正来得出准确值的方式来工作，校准修正也用MCU来运算，这个对于现在的32位MCU来说是小菜一碟。这样没必要用10V做基准了。最终的性能只取决于ADC的线性了和7V稳定性。ADC的基准用普通的MAX6325之类就足够了，只要短稳OK就行。要求不高，先搞5位半。

这个功能也可以稍作改进，制作可调精密电源，用这个电压测试系统测试电源输出电压，根据结果不断修正输出值，直到输出值等于设定值为止。最终精度也值取决于ADC线性。也是先搞5位半。

另外我还有一个设想，对7V和电源输出用多斜积分的方式来进行比较，通过设置多斜积分的总上升时间和总下降时间来修正输出电压，因为只比较两个固定电压，所以多斜积分电路比通用的万用表可能简单很多，这样可以取代PWM方式，说白了是多斜积分的时间比来代替PWM的占空比方式。如果优秀的ADC“线性漂移”能够像样点，那就没必要用多斜积分了，直接用ADC作为尺度来衡量比较。会简单很多很多。

所有这些都需要一个优秀的7V，因为7V一直工作在比较状态，宽频噪音也要影响比较器的输出，所以现在一有空我还是搞搞7V，把7V先搞好，目前看来差不多了。

jj3055 · 发表于 2011-7-19 21:38:50

引用第22楼lilith于2011-07-19 21:22发表的 :

jj 打算用现成的 ∆-Σ ADC 来做，还是用分立的多斜积分电路来做呢？话说我倒是想了一个把 7V REF（LTZ、LM399 等）用于现成的 ∆-Σ ADC 的方案，就是每一次测量周期分为三次，一次调零、一次自校准（测量 7V REF），然后才测量（外部信号）。不过现有的 ∆-Σ ADC ，只怕线性度还是有点

.......

我跟你的想法一样，线性不用怕，5位半就够了，第6位仅作参考，等到以后出更优秀的ADC再用也不迟。实在不放心你用线性修正。我现在正准备学习一种32位的MCU，现在的AVR 8位对于这种场合已经完全吃不消了。

lilith · 发表于 2011-7-19 22:45:26

引用第24楼jj3055于2011-07-19 21:38发表的 :

我跟你的想法一样，线性不用怕，5位半就够了，第6位仅作参考，等到以后出更优秀的ADC再用也不迟。实在不放心你用线性修正。我现在正准备学习一种32位的MCU，现在的AVR 8位对于这种场合已经完全吃不消了。

还凑合吧，我还真就是用 AVR 了，有考虑过学 STM32 或者 MSP430，但现在不如学生时，要静下心学个新东西，难

说学日语说了那么多年，实际上一点都没动呢

http://www.tudou.com/programs/view/7PCS1xDu8yg/

jj3055 · 发表于 2011-7-19 23:56:28

AVR简单的这样测试一下显示一下还可以，但是一弄到算平均值，修正用的乘法除法，就完了。让8位机器去搞32位高速乘法和除法，

430我觉得唯一的优势是低功耗，要学就是STM32.通用一点。

redtony · 发表于 2011-7-20 00:02:23

实干家！

lilith · 发表于 2011-7-20 00:40:48

引用第26楼jj3055于2011-07-19 23:56发表的 :
AVR简单的这样测试一下显示一下还可以，但是一弄到算平均值，修正用的乘法除法，就完了。让8位机器去搞32位高速乘法和除法，

430我觉得唯一的优势是低功耗，要学就是STM32.通用一点。

上面那个就分别显示了原始数据，8 点平均滤波。此外还研究性质做了一个使用 LTC202 模拟开关+TL062 的 0.5 倍增益 + 自动调零 + 自校准的测试，速度上慢了点，但作为手持万用表一类用途，还是可以接受的，毕竟 LTC2400 的采样周期是 160ms，本身就很慢。

不过有一个问题就头痛点，我想实现先入先出 10 个寄存器 + 排序，剔除最大最小值，再对剩下的 8 个平均滤波的算法，用 AVR 做这个要花的心思可能会很多。除此之外好像就没啥问题了，为了这个 LTC2400 跑去学 STM32，动力不大

lymex · 发表于 2011-7-20 01:05:37

看了视频，感觉这个表做的很不错，看来用LTC2400很适合手持表。
每测试一次不仅校零，同时校准7V的做法，当然很好，就怕太费时间。
10取8做平均，如果有另外辅助寄存器的话，也比较方便，类似滑动平均，但要排除随时更新的最大值、最小值。

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