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楼主: 张小孩

6.5万用表研制问题

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 楼主| 发表于 2015-12-22 22:31:53 | 显示全部楼层
lwtlwt 发表于 2015-11-15 23:21
先不说基准源的性能,电阻ppm(温飘)未知,就知道这表不可能稳定准确了,电阻的精度可以不管,哪怕是1%的 ...

电阻换成1776(绝对20pm,相对2ppm)走了一波又一波 做了好几年了
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发表于 2015-12-22 22:56:11 38hot手机频道 | 显示全部楼层
弄好基准调下6.5是不难,稳定不飘弄个好环境也有可能弄好。问题是能拿出去用吗?这些表原理确实不会很复杂,但作好它肯定不是到电子市场买些元件搭个电路能弄好的。这样也很好,至少开始了。
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发表于 2015-12-23 18:09:03 | 显示全部楼层
张小孩 发表于 2015-12-22 21:48
逐级排查,这个实验做过,但你接入仪器测量,就会对这个系统产生影响,产生的又是另一个趋势

你用的什么仪器?

或者说你的系统本身就存在不稳定,震起来就没有个固定趋势

还有LT1965是个LDO,根本不是基准芯片,你是在逗我?

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 楼主| 发表于 2015-12-23 21:42:53 | 显示全部楼层
xuplastic 发表于 2015-12-23 18:09
你用的什么仪器?

或者说你的系统本身就存在不稳定,震起来就没有个固定趋势

那个不是基准,基准是ADR43434401A
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 楼主| 发表于 2015-12-23 21:45:20 | 显示全部楼层
xingde 发表于 2015-12-22 22:56
弄好基准调下6.5是不难,稳定不飘弄个好环境也有可能弄好。问题是能拿出去用吗?这些表原理确实不会很复杂 ...

说是不复杂,国内6.5的不也是刚出来,好像还是台式的
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发表于 2015-12-23 23:58:19 | 显示全部楼层
张小孩 发表于 2015-12-22 22:27
,快被这个项目逼疯了

不是件容易的事情,慢慢来吧。我也学习中,回头做点什么。
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发表于 2015-12-24 09:17:52 38hot手机频道 | 显示全部楼层
张小孩 发表于 2015-11-16 11:48
版卡的,体积有要求,好多东西不能用的

做PCI板卡六位半万用表吗?
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 楼主| 发表于 2015-12-25 16:32:52 | 显示全部楼层
菜鸟级玩家 发表于 2015-12-24 09:17
做PCI板卡六位半万用表吗?

这个不方便说
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发表于 2015-12-25 19:26:44 | 显示全部楼层
还是老化性能不行,国内的材料研发还是不够深入啊,这是我认为的
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发表于 2015-12-25 22:04:47 38hot手机频道 | 显示全部楼层
NI不是有六位半的PCI采集卡吗?楼主要做那样的?
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发表于 2015-12-25 23:08:35 38hot手机频道 | 显示全部楼层
六位半实用指标的采集器不是一个简单的问题,太多因素制约,很难达到。
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发表于 2015-12-26 11:52:36 38hot手机频道 | 显示全部楼层
本帖最后由 菜鸟级玩家 于 2015-12-26 11:53 编辑
src100 发表于 2015-12-25 22:04
NI不是有六位半的PCI采集卡吗?楼主要做那样的?


我就有张NI的PCI4070六位半的卡要出。有感兴趣的可以和我联系15303886243
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发表于 2015-12-29 14:55:18 | 显示全部楼层

什么ADC、电压基准、电路结构?
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 楼主| 发表于 2015-12-29 15:42:25 | 显示全部楼层
hustjtj 发表于 2015-12-29 14:55
什么ADC、电压基准、电路结构?

见附件
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发表于 2016-1-1 11:25:40 38hot手机频道 | 显示全部楼层
距离六位半还有很长的路。如果没解决ad问题,就不要搞了。
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发表于 2016-1-1 19:19:55 38hot手机频道 | 显示全部楼层
用16bit的商品adc过采样实现高分辨率是没有问题的。
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发表于 2016-1-1 19:23:56 38hot手机频道 | 显示全部楼层
等效到100plc的噪声小到0.1ppm应该可以。如果有钱,可以用20bit的adc,那样的线性度会更好,但成本确实高。
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发表于 2016-1-1 19:25:59 38hot手机频道 | 显示全部楼层
还有,如果输入端有采用自动稳零放大器的话,说明对系统的认识还不够。
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 楼主| 发表于 2016-1-2 11:38:31 | 显示全部楼层
a-fly 发表于 2016-1-1 19:25
还有,如果输入端有采用自动稳零放大器的话,说明对系统的认识还不够。

有何高见,为何不能采用自动稳零放大器,,那零偏的飘逸怎么解决
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发表于 2016-1-2 14:56:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 gameas 于 2016-1-2 14:58 编辑
张小孩 发表于 2016-1-2 11:38
有何高见,为何不能采用自动稳零放大器,,那零偏的飘逸怎么解决


到时你的线性有保证吗?怎么保证不漂?
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发表于 2016-1-2 20:22:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 a-fly 于 2016-1-2 20:27 编辑

昨天是在手机上看的电路,没细看。
今天重新看了一下输入放大器部分,发现了一些问题:
U50(ADA4627-1)和U38(AD8221)构成主输入放大器是一种很不好的结构:
问题1:ADA4627-1的噪声偏大(0.7uVpp),而AD8221的噪声更大(2uVpp),如此在增益为1且量程为1V(因不知其量程分配,缺少ADC之前的转换电路,故如此假设),那么其噪声约占0.4ppmrms(还未计ADC噪声),这种性能远不如80年代末设计的34401A;
问题2:在上述的电路结构中,增益控制由仪放完成,这种方式可以得到最高成本、最大尺寸、最差性能。为什么呢?原因是在这种结构中切换增益用的开关的电阻是不可以忽略的(特别是在高增益下),成本最高是因为光电继电器的成本远远高于模拟开关、多个光电开关的尺寸也远大于模拟开关。基于这种结构,所以说到6位半的路还相当的长。
所以,建议去掉U38这个蛇足,将增益控制放到U50处。
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 楼主| 发表于 2016-1-3 16:01:59 | 显示全部楼层
gameas 发表于 2016-1-2 14:56
到时你的线性有保证吗?怎么保证不漂?

长时间测试一直在波动,该是放大器温漂的影响
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 楼主| 发表于 2016-1-3 16:16:44 | 显示全部楼层
a-fly 发表于 2016-1-2 20:22
昨天是在手机上看的电路,没细看。
今天重新看了一下输入放大器部分,发现了一些问题:
U50(ADA4627-1) ...

抱歉,原理图上所有8221均是8421。
跟随ADA4627。也换成AD8421了,
增益控制你说不能用光电开关,那个确实有问题。NI4070,也是用的模拟开关的。模拟开关 也是有导通电阻的。现在用的磁保护机械继电器。有导通电阻无所谓,每次导通不变就行了。
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发表于 2016-1-3 17:24:32 | 显示全部楼层
如果有100mV量程的话,其线性度和温漂都会挺惨的。
如果有100mV量程,那么Rg大概是500欧姆,此时磁保持继电器接触电阻的变化足以影响系统精度了。

NI4070的主放大器会使用仪放?有点奇怪。
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 楼主| 发表于 2016-1-3 17:30:22 | 显示全部楼层
a-fly 发表于 2016-1-3 17:24
如果有100mV量程的话,其线性度和温漂都会挺惨的。
如果有100mV量程,那么Rg大概是500欧姆,此时磁保持继 ...

我说他用的模拟开关,运放不知道
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发表于 2016-1-3 21:02:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 gameas 于 2016-1-3 21:20 编辑
张小孩 发表于 2016-1-3 16:01
长时间测试一直在波动,该是放大器温漂的影响

放大器温漂!你这句话有凭据么?说话话气有点生硬,别介意。温漂所有器件都有,这里的意思大家都好理解,是严不严重问题。
我的意思是这样,第一步,就是把问题点找出来,整个电路让人来分析,那真的整傻人的。如何找到问题点,建议就是一部分一部分排查。
如基准有温漂吗?放大器引起的?,,,要做到,现在锁定漂在那个部分引起的,接下来好解决问题的第二步。我建议是先来锁定那个环节出问题吧。

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发表于 2016-1-3 21:26:36 | 显示全部楼层
继电器的导通电阻也是很有问题,就算是0.01欧,你可以计算一下,会引起问题的,通常用校准来解决。其实有没有试过加热,或用制冷等方式,突出问题点呢,这样不用一天一天的观察。
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发表于 2016-1-3 21:32:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 gameas 于 2016-1-3 21:58 编辑
张小孩 发表于 2016-1-3 16:16
抱歉,原理图上所有8221均是8421。
跟随ADA4627。也换成AD8421了,
增益控制你说不能用光电开关,那个 ...

模拟开关输出直接串到运放输入的吧,信号不要用电阻拉到地,而由于运放高阻(虚断),都近G级阻值了,模拟开关那几毫欧电阻小意思啦。运放输出只是反相吧。

amp.jpg
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发表于 2016-1-4 11:14:38 | 显示全部楼层
改进交流精度可以考虑以下措施:
(1)交流和直流采用两套分压系统。只有低挡表才用一套。
(2)交流输入阻抗降低到1M,这是多数万用表,示波器为克服分布参数,运放输入电容影响而采取的措施。你可以分析一下现有6.5位万用表电路。
(3)由于你用了高速ADC,估计是通过计算获得交流有效值。如果是这样,可以在计算有效值前,加一个数字均衡滤波器,对频率和相位失真进行修正,这样可以获得非常高的精度。
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 楼主| 发表于 2016-1-4 16:41:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 张小孩 于 2016-1-4 17:01 编辑
haixian 发表于 2016-1-4 11:14
改进交流精度可以考虑以下措施:
(1)交流和直流采用两套分压系统。只有低挡表才用一套。
(2)交流输入 ...

下个版本是这样做的。两套分压,只不过交流用个真有效转换芯片,再上一些补偿,软件根据频率补偿
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