电子工程专辑
UBM China

工程师博客:高精度数字表揭秘

上网日期: 2011年10月24日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友

关键字:工程师? 高精度数字表? 数字万用表?

数字万用表的工作原理

从事HP和安捷伦基础测量仪器的市场推广工作十多年来,我遇到了众多的工程师,也无数次共同探讨测试相关的技术问题。但有意思的是,工程师们最关心最多的实际上就是一些基础的问题,毕竟绝他们的主业不是测试测量技术。因此,我最近陆续写了几篇关于时间和频率测量的文章,大家反应还不错。这也给了我写更多高质量文章的动力。

工程师们最常问的问题是关于精确的直流和交流测量的。他们经常会经历一些困惑,如测量的误差到底是多少、数字表测量显示为什么不稳定、不同的数字表测量结果为什么差别很大、交流有效值测量结果不可信等等。就此我会写一系列的文章,和大家一起讨论这些问题。在文章中,我会以安捷伦的34401A和34410A这两款高性能数字万用表为例。34401A是HP公司在1993年的产品,至今仍然是全球销售量最大的6位半数字表,中国有近10万台的拥有量。34410A是第一款LXI标准的数字万用表。

首先介绍高精度数字万用表的工作原理。6位半的数字表有着非常高的精度和分辨率。例如,如果测量5VDC,其分辨率可以达到1uV。在读数的时候,我们希望是只有最后一位有跳动。如果在倒数第二位,甚至倒数第三位跳动,也就是6位数字显示中只有3位或4位稳定的,这时候的6位半表也就变成5位半甚至4位半了。那么是什么原因造成了测量结果不稳定呢?

如果输入的5VDC偏置是稳定的,造成很大测量不确定度的原因首先是噪声。通常情况下,噪声有两种,即串模噪声和共模噪声。

串模噪声是存在于被测件回路中的噪声,如下图所示:

工程师博客:高精度数字表揭秘(电子工程专辑)

串模噪声的来源是多方面的,例如电源、被测件本身、空间中电磁电磁噪声、还有50Hz的供电线路公频噪声。对于5VDC的信号,通常会有从几毫伏到几十毫伏峰峰值的纹波加噪声。信号看上去就像下图。在50Hz的工频噪声上夹杂着其他的高频噪声。

工程师博客:高精度数字表揭秘(电子工程专辑)

因此,为了得到精确的测量结果,首先要考虑到对串模噪声的抑制。以下是数字万用表的工作原理图。

工程师博客:高精度数字表揭秘(电子工程专辑)

被测信号从前端输入。实际上,对于绝大多数仪器来说,前端是最值钱的部分,也是衡量不同厂家仪器水平的最重要的标志。信号通过前端的调理,转换成适合ADC的信号幅度。图示中的AC RMS是一个专用的电路,它的作用是对输入交流信号进行有效值的运算。在最新的数字表中,如34410A,这个电路已经不存在了。

下一页:高精 度数字表中的双积分式ADC


1???2???3???4?下一页?最后一页





我来评论 - 工程师博客:高精度数字表揭秘
评论:
*? 您还能输入[0]字
分享到: 新浪微博 qq空间
验证码:
????????????????
?

关注电子工程专辑微信
扫描以下二维码或添加微信号“eet-china”

访问电子工程专辑手机网站
随时把握电子产业动态,请扫描以下二维码

?

5G网络在提供1Gbps至10Gbps吞吐量方面具有很好的前途, 并且功耗要求比今天的网络和手机都要低,同时还能为关键应用提供严格的延时性能。本期封面故事将会与您分享5G的关键技术发展,以及在4G网络上有怎样的进步。

?
?
有问题请反馈
推荐到论坛,赢取4积分X