最近ADI悄咪咪的發(fā)布了一個(gè)測(cè)量的硬件，居然是一個(gè)六位半的便攜儀器，太帥了。可惜沒有開源，也不知道日后會(huì)不會(huì)開源。

六位半精度意味著測(cè)量值可顯示的第一位數(shù)字僅限于正負(fù)號(hào)和0/1，稱之為?位，而其它位數(shù)則可顯示0～9，稱之為一位。

因此，六位半數(shù)字電壓測(cè)量模塊的顯示數(shù)值范圍在-1999999至1999999之間，若需測(cè)量極小電壓值，只需將電壓測(cè)量模塊調(diào)至低電壓檔位，以六位半的精度通常能測(cè)到100nV級(jí)別的電壓信號(hào)。

其實(shí)六位半的表倒也不是難做的不行，個(gè)人DIY的有個(gè)問(wèn)題那就是，長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定性不好，就是隨著越用越久以及溫度的變換，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量的誤差越來(lái)越大，而這些商用的是可以保證一個(gè)長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定性的。

還有一個(gè)問(wèn)題就是高精度的電壓基準(zhǔn)，和電流源，就是源表的作用。

總結(jié)有：低噪聲、小信號(hào)放大、長(zhǎng)期穩(wěn)定性，還是高精度電壓基準(zhǔn)、低溫漂特性，以及良好的上位機(jī)。

需要對(duì)引腳電子（PE）生成激勵(lì)待測(cè)物的信號(hào)并獲得其反饋，因此需要提供精確的電壓信號(hào)源；而精密測(cè)量單元（PMU）則驅(qū)動(dòng)電流流入器件以測(cè)量電壓，或施加電壓以測(cè)量由此產(chǎn)生的電流，其生成的電壓精度也是評(píng)價(jià)該測(cè)試設(shè)備性能的一個(gè)重要方面。

這個(gè)是ADI官方給的一個(gè)漂移，可以看到數(shù)據(jù)很好，分辨率是nV級(jí)別

ADI整的狠活

接觸點(diǎn)都是鍍金的

安裝在測(cè)量的基座上面

還是倆路測(cè)量

體積小，只有普通名片大小，具有DMM中的電壓測(cè)量模式，采用20V、2V和0.2V三檔設(shè)置，提供1KSPS的數(shù)據(jù)速率和準(zhǔn)確測(cè)量，通過(guò)UART接口控制，支持SCPI協(xié)議。前端采用帶過(guò)壓保護(hù)的高阻抗輸入，能更好的保護(hù)電壓測(cè)量模塊，遇到輸入電壓超出測(cè)量范圍的情況，如輸入電壓為30V，DVM雖然無(wú)法正常測(cè)得準(zhǔn)確的電壓值，但也不會(huì)損壞燒毀DVM。 這些都是宣傳，下面看看有沒有可能發(fā)現(xiàn)各種設(shè)計(jì)的蛛絲馬跡。

我只找到了這張圖，可以看到系統(tǒng)分為三部分：前端的小信號(hào)放大，接著是高精度的ADC采集（24bit），還有就是要給ADC一個(gè)穩(wěn)定的基準(zhǔn)源，其次就是以一個(gè)MCU做中轉(zhuǎn)，這里的溫度傳感器就是要做溫漂的校準(zhǔn)計(jì)算。

這里感謝zub的GPT，算了需要的ADC位數(shù)，最低

這里是基準(zhǔn)源需要考慮的一些東西： 基準(zhǔn)源的穩(wěn)定性：基準(zhǔn)電壓的穩(wěn)定性直接影響到ADC的輸出。任何基準(zhǔn)電壓的波動(dòng)都會(huì)直接轉(zhuǎn)化為測(cè)量誤差。因此，對(duì)于高精度應(yīng)用，需要選擇高穩(wěn)定性的基準(zhǔn)電壓源，如低溫漂和低噪聲的基準(zhǔn)電壓源。

基準(zhǔn)源的精度：基準(zhǔn)源需要有很高的精度，因?yàn)檫@將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量精度。基準(zhǔn)源的精度應(yīng)該與ADC的分辨率相匹配。對(duì)于20位ADC，即使是非常小的基準(zhǔn)電壓偏差也會(huì)在ADC的輸出中放大。

溫度系數(shù)：理想的基準(zhǔn)源應(yīng)該具有低溫度系數(shù)，這意味著基準(zhǔn)電壓隨溫度變化的程度很小。溫度變化引起的電壓變化會(huì)影響測(cè)量精度，特別是在溫度波動(dòng)較大的環(huán)境中。

長(zhǎng)期穩(wěn)定性：基準(zhǔn)源應(yīng)該具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，確保隨時(shí)間的推移變化很小，這對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行的測(cè)量系統(tǒng)尤為重要。

噪聲水平：基準(zhǔn)源的噪聲水平也應(yīng)該非常低，以避免引入額外的測(cè)量誤差。

ADMX3652還支持自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)（Auto Zero）、工頻周期濾波（NPLC）和滿量程校正功能，并具備輸入端的過(guò)壓保護(hù)，能夠在0至45°C的環(huán)境條件下正常工作，便于系統(tǒng)集成或適應(yīng)客戶定制的測(cè)量系統(tǒng)。

小人不才，看看如何設(shè)計(jì)這些功能:

自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)（Auto Zero）

自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)是一種技術(shù)，用于消除ADC和系統(tǒng)中的偏移誤差。在硬件設(shè)計(jì)中，這通常通過(guò)在ADC的輸入端短路（連接到地或零電壓參考點(diǎn)），然后進(jìn)行一次測(cè)量實(shí)現(xiàn)。測(cè)得的值被用作偏移誤差，之后的所有測(cè)量都會(huì)減去這個(gè)值以校正偏移。

電路設(shè)計(jì)：

切換電路：設(shè)計(jì)一個(gè)切換電路，使得在校準(zhǔn)模式下，ADC的輸入能夠從測(cè)量信號(hào)切換到地（或低參考電壓）。這通常通過(guò)模擬開關(guān)或多路復(fù)用器實(shí)現(xiàn)。

控制邏輯：需要一個(gè)控制邏輯（可以是微控制器或FPGA）來(lái)觸發(fā)自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)過(guò)程。這個(gè)邏輯會(huì)在特定時(shí)刻或根據(jù)特定條件（如啟動(dòng)時(shí)、定時(shí)基礎(chǔ)上、或用戶請(qǐng)求）切換到零點(diǎn)校準(zhǔn)模式。

存儲(chǔ)校準(zhǔn)值：校準(zhǔn)值（即在零點(diǎn)校準(zhǔn)模式下ADC的輸出）需要存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，以便在正常測(cè)量模式下使用這些值進(jìn)行校正。

也就是說(shuō)，在沒有任何測(cè)量之前，進(jìn)行一次校準(zhǔn)，就是短接校準(zhǔn)。

工頻周期濾波（NPLC）

NPLC代表“Number of Power Line Cycles”。這是一種濾波技術(shù)，通過(guò)整數(shù)倍的電源線周期進(jìn)行信號(hào)采集，以提高測(cè)量的穩(wěn)定性和減少噪聲。例如，在50 Hz的電源線頻率下，1 PLC就是20毫秒。在硬件設(shè)計(jì)中，這通常通過(guò)同步ADC的采樣窗口與電源線周期來(lái)實(shí)現(xiàn)，確保每次采樣都在相同的電源線周期階段進(jìn)行，從而減少電源線噪聲的影響。

同步電路：設(shè)計(jì)一種機(jī)制來(lái)檢測(cè)工頻電源的周期（例如通過(guò)監(jiān)測(cè)電源線或使用專門的頻率檢測(cè)電路）。

控制邏輯：控制ADC的采樣時(shí)間，確保采樣在一個(gè)或多個(gè)完整的工頻周期內(nèi)進(jìn)行。這可以通過(guò)編程ADC的采樣率或使用定時(shí)器來(lái)與電源線周期同步。

積分/平均電路：在一個(gè)或多個(gè)工頻周期內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行積分或平均，以減少周期性噪聲的影響。這可以在ADC內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，或者在數(shù)字域通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。

具體的就是轉(zhuǎn)空子測(cè)量，不完整測(cè)量。

滿量程校正

滿量程校正是指調(diào)整ADC的增益，使得ADC的輸出能夠完全匹配其最大輸入電壓范圍。在硬件設(shè)計(jì)中，這可以通過(guò)在最大輸入電壓下對(duì)ADC進(jìn)行采樣，然后調(diào)整增益，直到ADC的輸出匹配其最大可能輸出值（例如，對(duì)于一個(gè)n位ADC，最大輸出值是2^n - 12n?1）。這有助于確保ADC在整個(gè)輸入范圍內(nèi)提供最佳的精度和線性度。

實(shí)現(xiàn)：

高精度基準(zhǔn)電壓源：提供一個(gè)高精度的基準(zhǔn)電壓，用于校準(zhǔn)過(guò)程。這個(gè)基準(zhǔn)電壓應(yīng)該接近或等于ADC的最大輸入電壓。

切換電路：設(shè)計(jì)切換電路以便于在校準(zhǔn)模式下將基準(zhǔn)電壓源接入ADC輸入。

控制邏輯：通過(guò)控制邏輯在滿量程校正模式下捕獲ADC的輸出，并計(jì)算需要的增益或偏移調(diào)整。

調(diào)整機(jī)制：根據(jù)滿量程校正結(jié)果調(diào)整ADC的增益或偏移，這可能涉及到數(shù)字校準(zhǔn)參數(shù)的調(diào)整或模擬增益元件的調(diào)整。

儀表儀器設(shè)計(jì)挺難的。。

審核編輯：劉清