本帖最后由 forester 于 2015-10-13 08:25 编辑
34401的ADC在HP的电源、万用表、电桥里应用非常遍。一个ADC结构通吃3.5-7.5位。好厉害。
网上看到资料里有人说。34401是介于积分形和△-∑ADC之间。还有个名词叫电荷平衡ADC，其实好像所有的积分ADC都是电荷平衡原理。而不是34401独有。
我想说的是，坛里的几偏文章都没有给出最终的计数转电压的计算公式，有些是大概说了一下，在连续接二个同极性基准时计数。我认为34401的ADC其实还是普通的积分式ADC。计数转电压的计算方法是一样的。
首先说，为什么要在所有的周期里都要接入基准电压，可能正也可能是负。要说后面的比较器说起。比较器只能接受正电压。那么积分器就只能输入负电压。但万用表要能测正负电压，啥办。这个问题坛里也有大神说过，把待测电压平移。即把-12V到+12V平移成0到-24V。
34401不定频率的交替接入基准。就完成了电平平移动能。假设输入0到+12V电压时。先用电阻降压转成0到+10V，再和-10V基准叠加，就变成了-10到0V的输入电压了。当输入为-10V时，也叠加-10V基准，就变成了-10到-20V的输入电压了。积分器输出始终为正。哪怕和-10V输入进行比较，也是为正
先说明二个固定的数据：
1、当输入为0V时，-10V一个积分周期2.66us时，积分器电压增量2.01768V。这个数据用于剩余电荷所占周期权的计算。 2、PGA的高底电平为1.7V和3.5V。但一个周期内，积分器输出电压可能大于3.5V，也可能小于1.7V 用excel,从理想状态，积分器输出为0V时开始。第一个周期不算，从第二个周期开始进入工作状态。 | Vin | T | Vref | | Vint | | | | | | | | | 0 | 2.666 | -10 | | -2.01768 | -104 | | | | | | | | -10 | 2.666 | -10 | | -2.62359 | 每个周期积分器最大输出电压孔径 | | | | | | Vref | Vin | △Vint | Vint | 下周期接入 | 斜率 | 上斜计数 | 下斜计数 | | | | | | T0 | -10 | 1 | 1.957086 | 1.957086 | -10 | 上斜 | 1 | | | | | | | T1 | -10 | 1 | 1.957086 | 3.914173 | 10 | 上斜 | 1 | | | | | | | T2 | 10 | 1 | 2.078268 | 1.835905 | -10 | 下斜 | | 1 | | | | | | T3 | -10 | 1 | 1.957086 | 3.792991 | 10 | 上斜 | 1 | | | | | | | T4 | 10 | 1 | 2.078268 | 1.714723 | -10 | 下斜 | | 1 | | | | | | T5 | -10 | 1 | 1.957086 | 3.671809 | 10 | 上斜 | 1 | | | | | | | T6 | 10 | 1 | 2.078268 | 1.593541 | -10 | 下斜 | | 1 | | | | | | T7 | -10 | 1 | 1.957086 | 3.550627 | 10 | 上斜 | 1 | | | | | | | T8 | 10 | 1 | 2.078268 | 1.472359 | -10 | 下斜 | | 1 | | | | | | T9 | -10 | 1 | 1.957086 | 3.429445 | -10 | 上斜 | 1 | | | | | | | T10 | -10 | 1 | 1.957086 | 5.386532 | 10 | 上斜 | 1 | | | | | | | T100 | -10 | 1 | 1.957086 | 3.968705 | 10 | 上斜 | 1 | | | 1.333333 | | 误差 | | | | | 2.011618 | 105 | -1.00962 | 52 | 48 | 4 | 2.990385 | 0.996795 | 0.003205 | | | | | | | | | -57 | 109 | -19.1228 | | |
假设一次测量周期，有100个时钟周期，那么，输入1V电压时，有52个负基准接入计数。48个正基准接入计数。计数差值为4，剩余电荷（T100-T1）为：2.011618V，与-2.01768的比值为-0.996997V，这里表示，如果要达到电荷平衡。正基准还需要再接入0.996997个周期。但按8位ADC计算。只能得到-105/104=-1.00962
那么，在计数差值4-1.00962=2.990385个计数。直接除以3=0.996795V，误差0.003205。
当计数为1000时，输入1V，计数差值为30，剩余电荷用8位AD得到：4/104=0.038462，修正后计数差值为30.03846，除以30，得1.001282V，误差为0.001282，比100个计数的误差变小了。 我们实除计数时，总计数已知。只需要计数正（或负）基准接入次数，就可以计算出负（或正）基准接入次数。进而计算出计数差值。 为什么要除以3或30。计算方法是：总计数/3.33333。这个是由积分电阻的比值决定的。可以看大神的分解： https://bbs.38hot.net/forum.php?mod=viewthread&tid=43769&extra=&highlight=%BB%FD%B7%D6&page=1 附上EXCEL文件
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发表于 2015-10-12 17:57:13
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