1樓:
實際上,大部分數字電壓表,其本身只是乙個量成為0.2V的直流電壓表,通過配合其它電路才構成了各種功能、各種量程的儀表。
對於乙個量成為100V的數字電壓表,其輸入電壓首先被比例衰減(最常見的形式就是電阻分壓),衰減到其ADC可以接受的電壓(通常是0.2V,7107晶元方案),這個電壓一般都很低。因為ADC的輸入阻抗很大,電流很小,所以分壓電阻可以取得很大。
通常情況下,數字電壓表的內阻要比指標電壓表高得多,普遍能做到10MΩ左右。
2樓:Preston Wang
前面的回答很多了,都提到要用電阻分壓,這沒錯。一般的數字萬用表輸入阻抗都有10M(好像最低檔位輸入電阻會是1M),使用的分壓電阻阻值是比較大的。
雙積分ADC將待測電壓和基準電壓在同一積分電路上進行積分,當兩者的積分結果相等時,兩者電壓的比例等於所用時間的反比,這樣就把電壓轉換為時間進行測量。數位電路中高精度的時間測量是相對容易的。
題主提到的熱雜訊問題,在使用雙積分ADC時的影響很小。因為雙積分ADC不使用取樣保持電路,測量結果是積分時間內待測電壓的平均值,而數字萬用表的積分時間往往都在幾十到幾百毫秒級,對雜訊的抑制能力是很強的。這也是萬用表讀書重新整理比較慢的原因。
由於測量結果是較長時間的平均值,所以對使用雙積分ADC的大部分萬用表來說,電阻的熱雜訊對測量結果影響不大;由於待測電壓和基準電壓在同一積分電路上進行積分,所以積分電路的元件引數對測量精度也沒有什麼影響。影響精度的主要是元件的穩定性(基準電壓和分壓電阻的漂移等)、非線性(積分電容的損耗等)、帶有直流分量的雜訊(熱電勢等)等。
題主如果想深入學習一下高精度萬用表的相關技術,可以考慮去研究一下剛剛停產的經典萬用表hp/aglient/keysight 34401,二十多年前上市的產品,分立元件搭建的ADC前端電路,0.002%(24h)、0.005%(1year)的DCV精度,網上應該能找到非常詳細的技術文件。
3樓:sypf
電阻熱雜訊?你沒發現麼。。。大部分不是非常貴的萬用表,響應都比較慢。。。所以,這部分稍微過濾一下就處理了,而且在大部分4位半以下系統基本都不太關心。。。
當然如果你的高精度指的是5位半以上,那確實是要有所考慮?比如可以考慮用金屬箔電阻?
4樓:linzw
電阻的熱雜訊比電阻過剩雜訊小的多,你更應該考慮的是高阻值電阻的材料,本身的精度,帶給運放輸入漏電流,電壓表誤差範圍。
首先高阻高精度電阻本身不好買,強迫症可以DIY,使用過剩雜訊很小,溫度係數很好的合金細電線,粗細均勻,用高精度電子秤得到重量,然後嚴格按重量等幾等分,這樣得到電阻的比例精度很高。。雖然為了得到高阻值不知要繞多少公尺~( ̄▽ ̄~)~。
運放使用儀表運放,極地的漏電流,極大的輸入電阻忽略了漏電流和分壓的影響,差分結構抵消公模雜訊,運放內建精確電阻,確保反饋係數的穩定和精確。
用另一台六位半或者八位半萬用表的測量作為參考,檢查自己的設計與理論計算誤差是多少,有沒有達到9V普通萬用表的極限。
運放使用正負電源,運放要事先調零,有條件的話電池供電,穩壓也要LDO。
電路布線上,地線路徑要注意(這裡寫不完),運放輸入輸出訊號周圍鏤空增大絕緣電阻減少PCB漏電流(一般Pcb的絕緣電阻不大),使用遮蔽殼隔絕電磁干擾。
我能想到就這些。
5樓:BByeah Banks
雜訊RMS=KT/C,只要電容大,不要求速度,這不是什麼問題
如果是高頻訊號就要搞更複雜的方式了,我想你這裡是不會遇到的
6樓:
多用電表不論是幾十元的低檔貨,還是十幾萬的實驗室台機,都是電阻分壓法測的。
一般台式多用表都是輸入阻抗10M的分壓電阻,例如10:1分壓就是9M:1M。
這個對輸入訊號調理運放要求還是很高的,建議選用高阻精密運放,例如10pA輸入電流會產生10pA*1M歐姆=10mV誤差。
我建議你買現成的Caddock分壓電阻,精度高,使用方便,略貴,一百多乙個零售
如果你的要求很高,建議使用對比法,就是乙個標準電壓源分壓後和被測源通過乙個Null Metre來判斷兩者電壓是否相等,不過這種方法都是基準實驗室採用的,很不方便,但是精度超高。
7樓:薩多卡
雜訊問題不大,分壓電阻後面掛乙個濾波電容就可以了,一階rc濾波器的總雜訊等於kt/c,和電阻無關。萬用表的頻寬很低,測量的是直流電壓,加大電容沒有穩定時間的問題。
8樓:明亮明
你說的沒錯,取樣電阻確實面臨這個問題。所以在萬用表上,都有不同的電壓擋位可以選,對應內部不同的取樣電阻。
低端點的,要手動選擇量程擋位,中國產百元機甚至十元機都是這樣的設計:
高階點的,會內部自動切換取樣電路,進口的幾百上千元的都是這樣:
就像汽車的手動擋和自動擋。
秘訣不在ADC有什麼黑科技,而在於換擋。以上。
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