我的六位半万用表（持续更新）

gzhuli · 发表于 2015-10-28 18:01:29

RAMILE 发表于 2015-10-28 12:46
LTC2440的参数：200nVRMS Noise at 6.9Hz Output Rate with Simultaneous 50/60Hz Rejection，此时ENOB是 ...

不能拿IC的参数跟人家整个表来比呀……

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 18:22:41

gzhuli 发表于 2015-10-28 18:01
不能拿IC的参数跟人家整个表来比呀……

想要实现LT2440芯片的指标，难哪

wz18th · 发表于 2015-10-28 18:31:40

这个必须膜拜一下了！不过追求长期指标会是一个痛苦而漫长的过程~

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 18:51:08

wz18th 发表于 2015-10-28 18:31
这个必须膜拜一下了！不过追求长期指标会是一个痛苦而漫长的过程~

Agilent34401是一个团队集体智慧的结晶，不是哪一个人随便就能达到的，就更别提超越了，本次试验明知是火坑也要跳下去看看到底有多深

qiao_zlj · 发表于 2015-10-28 18:59:53

支持出套件，关注中~

RudeBoy · 发表于 2015-10-28 19:08:48

大牛模拟长期仔细围观……

nzk123 · 发表于 2015-10-28 19:12:07

楼主能分享安捷伦的原理图吗

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 19:16:33

nzk123 发表于 2015-10-28 19:12
楼主能分享安捷伦的原理图吗

前面有，仔细找

3goodboy · 发表于 2015-10-28 19:23:33

好东西呀，6位半的表

PCBBOY1991 · 发表于 2015-10-28 19:23:50

不说别的，首先楼主的头像很诱人，哈哈！

HYLG · 发表于 2015-10-28 19:41:08

一般牛人都是做好了再来秀的，楼主这样高调结局难料呀。祝楼主早日完成作品。

lzscan · 发表于 2015-10-28 19:46:43

楼主能分享一下关于噪声控制的经验吗？数字锁相做到1nv的原理是什么呢？

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 20:12:39

lzscan 发表于 2015-10-28 19:46
楼主能分享一下关于噪声控制的经验吗？数字锁相做到1nv的原理是什么呢？ ...

这个后面再说吧，有机会的话可以做个微小信号测量仪器

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 20:13:17

HYLG 发表于 2015-10-28 19:41
一般牛人都是做好了再来秀的，楼主这样高调结局难料呀。祝楼主早日完成作品。 ...

呵呵，我不是牛人，只是一个过路人

szh_init · 发表于 2015-10-28 20:21:13

dongdong2015 发表于 2015-10-28 17:43
校准确实是个大的问题....除了用标准的仪器之外还有什么别的办法么？

校准是个非常大的问题，校准最好设计的比较方便，比如像3458那样，只要10v和10k就能校准了

hailing · 发表于 2015-10-28 20:31:34

有谁有吉时利2000的原理图吗？

szh_init · 发表于 2015-10-28 20:43:55

hailing 发表于 2015-10-28 20:31
有谁有吉时利2000的原理图吗？

我有，私信1837997883

renjun_EMbest · 发表于 2015-10-28 20:53:27

围观，火钳刘明

zgl_mcu · 发表于 2015-10-28 21:09:22

流弊，持续关注，学习

fxw7720268 · 发表于 2015-10-28 21:26:21

厉害，过来学习！！

jeffwei · 发表于 2015-10-28 21:40:58

等着学习模拟电路PCB layout

kingie2006 · 发表于 2015-10-28 21:59:19

厉害，期待产品

lengshuicha · 发表于 2015-10-28 22:01:42

楼主，那些专用芯片怎么搞定？

jack_yu · 发表于 2015-10-28 22:09:31

顶楼主。人因梦想而伟大。望坚持……

marshallemon · 发表于 2015-10-28 22:10:35

本帖最后由 marshallemon 于 2015-10-28 22:37 编辑

RAMILE 发表于 2015-10-28 11:38
翻看34401的原理图，找半天没看见ADC芯片，才想起来是双斜率的ADC，这个东西的精度传递好麻烦，到处是坑， ...

拿24xx线性度怎么和34401比？就是做出来6.5 最后一位基本是废物，目前商用ADC做到5.5是可以的，6.5分辨率也是没问题，但线性就蛋疼了

marshallemon · 发表于 2015-10-28 22:13:39

szh_init 发表于 2015-10-28 16:15
嗯嗯，可以试试caddock的电阻，如1776系列，或者参考keithley的1/100电阻，建议考虑一下ni万用表的架构， ...

1776的电阻貌似是在4.5中使用的吧？6.5中用合适吗？

vc9181 · 发表于 2015-10-28 22:16:15

膜拜一下

marshallemon · 发表于 2015-10-28 22:23:45

LZ也是要搞多斜积分吗？看LZ所用的基准噪声略好于399，长期稳定性和399差一大截，另外在399中并无迟滞这一参数，可能是因为他是恒温基准吧，但LZ的这个选用是有的

yixin1851 · 发表于 2015-10-28 22:31:09

关注

heize · 发表于 2015-10-28 22:35:31

我的理解，ENOB更多的是对应于通常所说的DNL，如果不考虑基准的影响，绝对精度应该看INL这个参数，典型值也就五位半

wind2100 · 发表于 2015-10-28 22:43:17

liuerbin 发表于 2015-10-28 09:25
转发个原理图，供大家happy

项这个不错，还是这个能看懂一点

Lengxue · 发表于 2015-10-28 22:44:00

个人建议可以参考一下 34410A的指标

sjf · 发表于 2015-10-28 22:52:22

牛人，学习了。

marshallemon · 发表于 2015-10-28 22:54:59

Lengxue 发表于 2015-10-28 22:44
个人建议可以参考一下 34410A的指标

34410是过采样实现的高位，那速度貌似使用多斜不能比

机器人天空 · 发表于 2015-10-28 22:57:28

我很好奇它的档位怎么实现自动切换的

wazhiyi · 发表于 2015-10-28 23:01:23

34401万用表能够防出来

rainbowsnow · 发表于 2015-10-28 23:07:18

这个还是要支持下。到时可以帮忙使用3458A高位表测试。。。

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 23:09:21

marshallemon 发表于 2015-10-28 22:23
LZ也是要搞多斜积分吗？看LZ所用的基准噪声略好于399，长期稳定性和399差一大截，另外在399中并无迟滞这一 ...

不是不想用lm399，只是转换电平用的电阻实难配平，使用Lt1027也只是折中方案

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 23:10:13

rainbowsnow 发表于 2015-10-28 23:07
这个还是要支持下。到时可以帮忙使用3458A高位表测试。。。

谢了，最后还真需要大家的帮助

szh_init · 发表于 2015-10-28 23:10:48

marshallemon 发表于 2015-10-28 22:13
1776的电阻貌似是在4.5中使用的吧？6.5中用合适吗？

哈哈，没办法的，1776用在6.5位也是比较勉强，还是直接用1/100 10M的比较好些，毕竟keithley2000,2001都是用这个

szh_init · 发表于 2015-10-28 23:11:21

dongdong2015 发表于 2015-10-28 23:09
不是不想用lm399，只是转换电平用的电阻实难配平，使用Lt1027也只是折中方案 ...

1027还不如max6350呢

hailing · 发表于 2015-10-28 23:11:33

szh_init 发表于 2015-10-28 20:43
我有，私信1837997883

吉时利的原理图不方便放网上是吗？我在网上没搜到，今天看到这个帖子了问下。前段时间在38hot上收了个二手吉时利2000。觉得台式表有些功能的确是原来手持式没有的，但是在更高应用中可以发挥作用的。推荐大家有兴趣可以先下载说明书看下台式表适不适合自己

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 23:12:51

Lengxue 发表于 2015-10-28 22:44
个人建议可以参考一下 34410A的指标

34410实难企及，如果我没有记错的话，在六位半分辨率上可以达到1K的采样率，但是34401只有10Hz，差太远了

spli · 发表于 2015-10-28 23:12:53

贵在坚持,期待早日出作品

szh_init · 发表于 2015-10-28 23:15:14

hailing 发表于 2015-10-28 23:11
吉时利的原理图不方便放网上是吗？我在网上没搜到，今天看到这个帖子了问下。前段时间在38hot上收了个二 ...

原来38度来的，上坛里找啊，我的是那边下的

dongdong2015 · 发表于 2015-10-28 23:16:01

这个表确实难度很大，等我第一版出来测完之后，根据结果一步步改进吧

marshallemon · 发表于 2015-10-28 23:20:22

szh_init 发表于 2015-10-28 23:11
1027还不如max6350呢

6350的迟滞更大，不如上LTC6655

nydxsydt0 · 发表于 2015-10-28 23:20:26

顶礼膜拜

marshallemon · 发表于 2015-10-28 23:21:51

dongdong2015 发表于 2015-10-28 23:12
34410实难企及，如果我没有记错的话，在六位半分辨率上可以达到1K的采样率，但是34401只有10Hz，差太远了 ...

34410和34401就不一个原理，我记得34401貌似是每秒6个字

marshallemon · 发表于 2015-10-28 23:24:37

dongdong2015 发表于 2015-10-28 23:09
不是不想用lm399，只是转换电平用的电阻实难配平，使用Lt1027也只是折中方案 ...

可以使用VISHAY的电阻网络，之前有人测评过，貌似跟踪特性很好，比塑料块好多了，价格也不贵，JS那有卖

wzavr · 发表于 2015-10-28 23:31:10

最喜欢看这种研发过程的帖子了

szh_init · 发表于 2015-10-29 00:07:11

marshallemon 发表于 2015-10-28 23:24
可以使用VISHAY的电阻网络，之前有人测评过，貌似跟踪特性很好，比塑料块好多了，价格也不贵，JS那有卖 ...

对，38度，大勇老师的9档基准就是用哪个电阻网络

dongdong2015 · 发表于 2015-10-29 05:56:16

marshallemon 发表于 2015-10-28 22:10
拿24xx线性度怎么和34401比？就是做出来6.5 最后一位基本是废物，目前商用ADC做到5.5是可以的，6.5分辨率 ...

请教一下，线性度该如何测量？

dongdong2015 · 发表于 2015-10-29 08:04:25

对于万用表的几个关键性指标，比如ADC的有效分辨位数、准确度、线性度、温漂、老化该如何科学正确的去测量评价，还请各位多多指教，大家集思广益，在后期实验的时候也进展顺利一点。

alexzhangyi · 发表于 2015-10-29 08:19:34

厉害，高精度仪器呀

szh_init · 发表于 2015-10-29 08:29:37

dongdong2015 发表于 2015-10-29 08:04
对于万用表的几个关键性指标，比如ADC的有效分辨位数、准确度、线性度、温漂、老化该如何科学正确的去测量 ...

上38度，多看看技术贴

micintcnh · 发表于 2015-10-29 09:08:59

持续关注中

D.lovers · 发表于 2015-10-29 09:16:45

支持出套件，关注中~

sanger · 发表于 2015-10-29 09:56:18

坐等测试图片和结果

redroof · 发表于 2015-10-29 10:10:31

RAMILE 发表于 2015-10-28 12:46
LTC2440的参数：200nVRMS Noise at 6.9Hz Output Rate with Simultaneous 50/60Hz Rejection，此时ENOB是 ...

ENOB没有INL重要。

LTC2440的INL max=15ppm，typ=5ppm，并不高，完全不能跟6位半的表比。
TI的ADS1256更狠，最低采样率的ENOB有25.3位，但是INL max也不过10ppm，typ=3ppm

所有仪表的标称参数都得是max，不能是typ值
你不能告诉客户说，“你花钱买到的这个东西有80%概率能达到xxx精度，另外20%概率达不到

”

hailing · 发表于 2015-10-29 10:17:21

szh_init 发表于 2015-10-28 23:15
原来38度来的，上坛里找啊，我的是那边下的

搜了下，是不是这个？我看了下维修手册没原理图。

RAMILE · 发表于 2015-10-29 11:06:50

redroof 发表于 2015-10-29 10:10
ENOB没有INL重要。

LTC2440的INL max=15ppm，typ=5ppm，并不高，完全不能跟6位半的表比。

积分非线性，我觉得这个参数可以通过一系列的基准源比对，进行校准的

好像有个表就是用LTC2440，几位半忘了

redroof · 发表于 2015-10-29 11:22:04

RAMILE 发表于 2015-10-29 11:06
积分非线性，我觉得这个参数可以通过一系列的基准源比对，进行校准的

好像有个表就是用LTC2440，几位半 ...

那样就贵死了

没有人告诉你这个非线性的曲线到底是什么样的
“一系列的”精度1ppm的校准源是什么价格，你想想。你买得起“一系列”吗？
你能买到的基准源，精度都明显差于1ppm。你只能用它校准一两个基准点，中间的精度只能靠这个AD自身的线性保证。

如果非要对每个AD来生成非线性校准数据，唯一可行的方法是用一个噪声非常低的可编程电压源，依次发出各个测试电压，然后用比34401高一档次的表(例如3458A)同时采样记录。
估计按10%的量程校准10个点应该够了。

marshallemon · 发表于 2015-10-29 13:09:26

dongdong2015 发表于 2015-10-29 05:56
请教一下，线性度该如何测量？

对于商用ADC INL是给出的，目前一般的在15ppm，好像最好的也就6ppm，算下就知道了做5.5马马虎虎，做6.5就只能说有个分辨率，但最后一位是个废物。自己DIY的线性度测试这个就不太清楚了，好像有两种办法，一个是需要有标准源输出三角波，这个成本较高，另一种是信号发生器输出正弦。具体细节不清楚

marshallemon · 发表于 2015-10-29 13:13:03

本帖最后由 marshallemon 于 2015-10-29 13:18 编辑

RAMILE 发表于 2015-10-29 11:06
积分非线性，我觉得这个参数可以通过一系列的基准源比对，进行校准的

好像有个表就是用LTC2440，几位半 ...

线性校准这个比较扯淡，因为如果传输曲线不单调的话，映射关系就不是一一对应，那你怎么校准？
但你说的这个方法是目前国内高位表采用的方法，但这个需要筛选，不排除从一堆ADC中有那么几个线性优异可进行校准的片子，毕竟INL也是一个范围，不是一个定值

如果真要校准这个，我感觉并不是只是几个定点校准就可以了事的，因为你并不知道这个INL MAX出现在何处，而是尽量做到逐码校准，或逐分辨率校准

marshallemon · 发表于 2015-10-29 13:15:29

redroof 发表于 2015-10-29 10:10
ENOB没有INL重要。

LTC2440的INL max=15ppm，typ=5ppm，并不高，完全不能跟6位半的表比。

15PPM，使用2.5V基准，做5.5最后一位都不可信，6.5就更扯了

redroof · 发表于 2015-10-29 14:52:36

marshallemon 发表于 2015-10-29 13:13
线性校准这个比较扯淡，因为如果传输曲线不单调的话，映射关系就不是一一对应，那你怎么校准？
但你说的 ...

从原理上来讲，SigmaDelta转换器不像SAR那样完全靠元件之间的比例精度决定最终精度，所以它的传输曲线应该是完全连续而且缓变的。
全量程校准10个点应当是够的，就算不够，100个点肯定够了。
逐码校准是不可能的，6位半至少有一百多万个码，校到猴年马月去了。。。

xinmulan · 发表于 2015-10-29 15:39:44

大牛一头。。。。。。

marshallemon · 发表于 2015-10-29 16:08:29

redroof 发表于 2015-10-29 14:52
从原理上来讲，SigmaDelta转换器不像SAR那样完全靠元件之间的比例精度决定最终精度，所以它的传输曲线应 ...

这个手动校准的可能性很小，毕竟6.5@2.5V毕竟分辨率就是uV级，手动切换标准源都可能造成热电势的变化，引线引入噪声的变化。能做这个的需使用ATE测试设备，国内某公司的6.5高位表就是使用FLUKE的8.5的校准源，手动当然麻烦了，使用GPIB自动就执行完了，但其校准后的指标也不太尽人意，只能做到6ppm的线性度，这个指标的6.5，最后一位基本也是个摆设了。
以下摘自国外某IC公司的文章：

gzhuli · 发表于 2015-10-29 16:12:27

redroof 发表于 2015-10-29 14:52
从原理上来讲，SigmaDelta转换器不像SAR那样完全靠元件之间的比例精度决定最终精度，所以它的传输曲线应 ...

Sigma-Delta的线性度和噪声频谱有关，理论上是白噪声，但实际系统往往不是，所以很难预测。

dongdong2015 · 发表于 2015-10-29 16:41:31

marshallemon 发表于 2015-10-29 13:15
15PPM，使用2.5V基准，做5.5最后一位都不可信，6.5就更扯了

不管是几位半，最后一位称之为分辨力，倒数第二位才是精度的范围，可以参考一下34401的精度表，一看便知，34401直流测量精度为十万分之几的样子，而不是百万分之几

lwy86 · 发表于 2015-10-29 16:44:10

本帖最后由 lwy86 于 2015-10-29 16:49 编辑

RAMILE 发表于 2015-10-29 11:06
积分非线性，我觉得这个参数可以通过一系列的基准源比对，进行校准的

好像有个表就是用LTC2440，几位半 ...

Fluke 8808A，5位半的
我收了两款板来研究这个，还没开始搞

chengtina · 发表于 2015-10-29 16:46:47

先关注着，跟你们多学习点

mailyyg@163.com · 发表于 2015-10-29 16:54:35

我方表示严重关切，静待事态进一步发展

marshallemon · 发表于 2015-10-29 16:57:12

dongdong2015 发表于 2015-10-29 16:41
不管是几位半，最后一位称之为分辨力，倒数第二位才是精度的范围，可以参考一下34401的精度表，一看便知 ...

那一位是分辨率不错，但是那一位在要求绝对精度时测量的确只是参考，但使用标准源做传递测量时最后一位确也是有效的，34401的精度表说的是年稳定度，并非说那一位不可信，也不是说最后一位因线性不好而无用

mrlee866 · 发表于 2015-10-29 17:10:15

非常厉害啊！

dongdong2015 · 发表于 2015-10-29 18:09:14

marshallemon 发表于 2015-10-29 16:57
那一位是分辨率不错，但是那一位在要求绝对精度时测量的确只是参考，但使用标准源做传递测量时最后一位确 ...

麻烦大侠解释一下：使用标准源传递测量

redroof · 发表于 2015-10-29 18:09:37

gzhuli 发表于 2015-10-29 16:12
Sigma-Delta的线性度和噪声频谱有关，理论上是白噪声，但实际系统往往不是，所以很难预测。 ...

如果是这样，那么各大模拟芯片厂家想尽办法去做高位低噪声的SigmaDeltaAD，还有什么意义呢？
例如TI的ADS1256，用2.5 SPS采样率，PGA=1，可以得到23 bit Noise-Free，也就是能稳定在 1/8 ppm，
如果用它做个7位的表，最后一位基本上也不会跳。。。
但是INL max=10ppm typ=3ppm
如果照大家这种说法，INL误差基本没办法校正，也不知道会在哪一点出现，那么40块钱一片的ADS1256多出来的这些精度有什么意义？难道超过自身INL值的精度都是忽悠人的？

marshallemon · 发表于 2015-10-29 18:14:35

dongdong2015 发表于 2015-10-29 18:09
麻烦大侠解释一下：使用标准源传递测量

大侠不敢当，菜鸟一只而已。这个意思就是当你的表已经不准的时候，这时候肯定精度已不在，你通过外置的标准源，例如标准电压源，接入表，这时候的读数可以记录下来，和你的标准电压源的标准值作比，这个比值可以校准该量程下的其他输入电压。这个就是要靠线性保证的，如果线性无效，这样做了也是白搭

marshallemon · 发表于 2015-10-29 18:23:27

本帖最后由 marshallemon 于 2015-10-29 18:34 编辑

redroof 发表于 2015-10-29 18:09
如果是这样，那么各大模拟芯片厂家想尽办法去做高位低噪声的SigmaDeltaAD，还有什么意义呢？
例如TI的ADS ...

呵呵，照你这么说，貌似老外都是傻子，有现成商用的ADC不用，还去开发什么多斜积分或过采样技术，这不纯粹找虐。并不是完全不能用，只是需要筛选，INL只是一个范围，不是一个定值，不排除有线性优异的存在，这个我上面就说过

1256已经out了，目前商用ADC如果按照无噪声分辨率来说，已经有一款可以做到7.5输出 4sps的了

redroof · 发表于 2015-10-29 18:33:05

marshallemon 发表于 2015-10-29 18:23
呵呵，照你这么说，貌似老外都是傻子，有现成商用的ADC不用，还去开发什么多斜积分或过采样技术，这不纯 ...

不是我说的，我是回gzhuli老大的话。
做高等级的台表，线性是第一个要保证的，而且必须是电路自身保证，不能靠曲线校准。因为如果主AD的响应曲线是弯曲的，它的弯曲程度很可能随时间而变。但是仪表的整个生命周期里面，线性度都是不校准的
（想想著名的3458A，单凭10V和10K两个基准源校准一切）
如果3458自己的AD线性要靠别的东西来校准，那么地球上有什么东西可以校准它的线性？其实我都很难想象3458保证的0.1ppm线性到底是怎么得到的，用什么东西测量？？真的每个点都测过吗

marshallemon · 发表于 2015-10-29 18:40:52

本帖最后由 marshallemon 于 2015-10-29 18:47 编辑

redroof 发表于 2015-10-29 18:33
不是我说的，我是回gzhuli老大的话。
做高等级的台表，线性是第一个要保证的，而且必须是电路自身保证， ...

我个人觉得靠软件校准也不是不可以，这个要看你软件做的校准的回归精度，如果你的回归精度很高，能达到你对精度的要求，这个也无所谓。
AG不是靠校准的吗？他也是靠校准的，绝对精度都要靠校准。我发现我手中的表HP3478，在丢失校准数据时，说实话那精度只能相当于一个3.5
之前我也和梅特勒中国的技术聊过，他说他们的天平在厂里做的是5点校准，如果他的曲线是Y=KX+B的模型，那他也犯不着使用5点校准方式。但在用户手里做的校准呢？只是两点校准

3458的校准对10V 10K这两标准源要求也是很高的，我的理解时他内部自带传递测量方式，所以只提供这两个标准源即可

redroof · 发表于 2015-10-29 18:55:42

marshallemon 发表于 2015-10-29 18:40
我个人觉得靠软件校准也不是不可以，这个要看你软件做的校准的回归精度，如果你的回归精度很高，能达到你 ...

3458自带传递测量，就是因为他的内部AD的线性度高于市场上一切商品分压器，所以他没有必要让外部替它分压来校准多个电压挡位，他自己就是最精确的“分压器”

（我记得在哪里见过当年HP的人自己的文档就是这么写的）

dongdong2015 · 发表于 2015-10-29 19:00:16

哪位大侠能够详细解释一下线性度对误差影响的详细计算方法，假设我使用的ADC的非线性度是0.0005%，档位10V档，那由非线性度在10V档产生的误差是多少》？

marshallemon · 发表于 2015-10-29 19:03:06

本帖最后由 marshallemon 于 2015-10-29 19:07 编辑

redroof 发表于 2015-10-29 18:55
3458自带传递测量，就是因为他的内部AD的线性度高于市场上一切商品分压器，所以他没有必要让外部替它分压 ...

线性度好是肯定的，但是硬件线性保证的好，还是软件线性保证的好，这个还不好说吧，如果线性的时漂很小，使用软件校准也可以吧，例如标准电阻其实还有其他的阻值，在工厂校准模式下，就校准了其多种标准电阻，线性因此已经拉好，因其线性时漂很小能满足精度要求，所以到用户手中只需对10k标准电阻平移回归即可
以上只是猜测，貌似标准电阻10K做的是最好的

redroof · 发表于 2015-10-29 19:06:41

marshallemon 发表于 2015-10-29 18:40
我个人觉得靠软件校准也不是不可以，这个要看你软件做的校准的回归精度，如果你的回归精度很高，能达到你 ...

HP3478那个时代太老了

3458好像网上没有见到人说它的线性不好的，基本上它就是线性的标准了。连fulke8508也没专门宣传过自己的线性（但它的内部基准源比3458好不少）据说3458为了对付高环境温度而故意把内部LTZ1000的工作温度设的很高，明显影响了基准的稳定性。

marshallemon · 发表于 2015-10-29 19:10:37

redroof 发表于 2015-10-29 19:06
HP3478那个时代太老了
3458好像网上没有见到人说它的线性不好的，基本上它就是线性的标准了。连f ...

LTZ1000我记得貌似有2种，AH CH版本，恒温温度不同，AH好像是60度，CH的是90度，其区别是热阻不一样，温度高的自然热阻高，但老化自然也会明显

dongdong2015 · 发表于 2015-10-29 19:13:51

[转]对ADC（DAC）的线性度（INL和DNL）的一点理解
2014-9-4阅读137 评论0

      大家在使用ADC的时候，往往最关注位数，而对ADC的线性度往往会忽略。

      其实这个线性度也是ADC非常重要的指标，ADC（或DAC，其实ADC也是由DAC组成的）线性度指标有两个：

      INL：翻译过来叫“积分非线性”，指的是ADC整体的非线性程度。

      DNL：翻译过来叫“微分非线性”，指的是ADC局部（细节）的非线性程度。

      我们通常讲的“线性度”都是指“积分非线性”，积分非线性一般以百分比给出，或者以位数给出。举个例子：AD7705（16位）的datasheet上说有0.003%的非线性。1LSB为1/65535=0.0015%，所以也可说AD7705有2LSB的非线性。“微分非线性”不常用， AD7705的datasheet上说：“16位无失码”，那就是说明它的微分非线性小于1LSB。

      再举个例子：有一把10厘米的尺子，分度为1mm（分辨率，相当于ADC的1LSB），那总共有100小格（满量程为100LSB，7位ADC都不到）。

      “微分非线性”指的是，每一小格长度和理想的一小格长度（定为1mm）之间的误差。就是说这把尺子有疏有密，假设这把尺子有些小格的长度分别为： 0.8mm， 0.9mm，1.0mm，1.1mm，1.3mm。那么 1.3mm的小格对应的“微分非线性”为：1.3mm–1mm = 0.3mm，0.8mm的小格对应的“微分非线性”为0.8mm–1mm = -0.2mm，取绝对值就是0.2mm。取最大的误差值0.3mm（也就是0.3LSB）定义为这把尺子的“微分非线性”。

      “积分非线性”是微分非线性误差的积累，是某一长段区间（有可能在3cm处，也有可能在5cm处有最大误差）和真实长度的误差。“积分”就是对一段区间内的“微分”求代数和嘛（离散域）。

      好的微分非线性并不能保证有一个好的积分非线性，因为假如微分非线性的误差很小，但都是正的，那积分非线性就会很大（假如尺子有100小格，每一小格的的微分非线性误差累加起来就很大）。但是好的积分非线性可以保证有一个好的微分非线性。

      有些人会问，假如有一把尺子的每一小格都是0.9mm，这时INL和DNL为多少？这时候格子的疏密是均匀的，DNL为0mm，INL也为0%，也就是线性度非常理想（我这里把理想一小格长度定为0.9mm）。但是这样的尺子是不准确的，我们说这把尺子有一个增益误差（这里就是0.9倍）。就是说你用这把尺寸量到一个物体长度读数为10CM，需要再乘上0.9这个系数，物体的真实尺寸为10CM*0.9=9CM。我们使用一些ADC时，常常要做增益校准，做的就是这个事（用一个标准的信号源，把这个0.9的系数给算出来，存到单片机或者E2PROM里面）。



      说到这里大家对ADC线性度概念应该可以明白一些了，但是如何把一个ADC芯片的线性度测量出来，那可不是容易的事。特别是高位数的ADC，比如16位，笨一点的办法，就是测65536个点，计算得到积分非线性，如果是24位的ADC，估计一两年之内都测不完。

redroof · 发表于 2015-10-29 19:15:32

marshallemon 发表于 2015-10-29 19:03
线性度好是肯定的，但是硬件线性保证的好，还是软件线性保证的好，这个还不好说吧，如果线性的时漂很小， ...

问题是，很贵的标准电阻，一年也要飘个位数ppm
很贵的电压基准源（fluke732B），一年的漂移也有2ppm
我不认为3458这种级别的表，内部能保存一些别的什么东西当作标准来校准自己的线性度
它的线性度必须是天生的，靠硬件设计保证，不能用别的任何东西去校准。

marshallemon · 发表于 2015-10-29 19:19:50

redroof 发表于 2015-10-29 19:15
问题是，很贵的标准电阻，一年也要飘个位数ppm
很贵的电压基准源（fluke732B），一年的漂移也有2ppm
我不 ...

你说的也有道理，说到这里让我想起了一个鸡生蛋，蛋生鸡的故事了

qsmq46 · 发表于 2015-10-29 19:36:34

MARK~~~~~~

redroof · 发表于 2015-10-29 20:15:56

本帖最后由 redroof 于 2015-10-29 20:17 编辑

dongdong2015 发表于 2015-10-29 16:41
不管是几位半，最后一位称之为分辨力，倒数第二位才是精度的范围，可以参考一下34401的精度表，一看便知 ...

不对，例如3458，一年电压精度8ppm，但8位半的显示分辨力是0.01ppm，差不多倒数第四位才是精度范围

gzhuli · 发表于 2015-10-29 20:56:20

redroof 发表于 2015-10-29 18:09
如果是这样，那么各大模拟芯片厂家想尽办法去做高位低噪声的SigmaDeltaAD，还有什么意义呢？
例如TI的ADS ...

因为很多时候DNL比INL重要，并不是所有ADC都是为万用表设计的，这也是高位表基本上不采用单片ADC的原因，太多不可控的地方。

zhongya917 · 发表于 2015-10-29 21:01:19

不错，这个厉害，持续关注

bd7qw · 发表于 2015-10-29 21:01:57

看的我头晕呼，但也坚持关注的看下去

dongdong2015 · 发表于 2015-10-29 21:06:26

marshallemon 发表于 2015-10-29 19:19
你说的也有道理，说到这里让我想起了一个鸡生蛋，蛋生鸡的故事了

没有源就没法校准，也没有办法验证精度。还没调试呢，就卡这里了

marshallemon · 发表于 2015-10-29 21:34:34

redroof 发表于 2015-10-29 20:15
不对，例如3458，一年电压精度8ppm，但8位半的显示分辨力是0.01ppm，差不多倒数第四位才是精度范围 ...

如果按精度算的话，34401也就是个大4.5，因为35ppm，就是10LSB位都有3个字不可信， 3458就是个6位

marshallemon · 发表于 2015-10-29 21:42:36

dongdong2015 发表于 2015-10-29 21:06
没有源就没法校准，也没有办法验证精度。还没调试呢，就卡这里了

这个先不考虑，先测试原型吧，貌似关于34401这个多斜积分模型国内也是众说纷纭，做出来的人也不多，你可以先尝试测试原理，测试无噪声分辨率，测试SPS。真正的指标不容易做出，一方面就是这个多斜积分，一方面是电阻网络，AG是定制的东西，匹配跟踪特性优异，不是随便的塑料块啥的能做到的

redroof · 发表于 2015-10-29 21:57:08

marshallemon 发表于 2015-10-29 18:23
呵呵，照你这么说，貌似老外都是傻子，有现成商用的ADC不用，还去开发什么多斜积分或过采样技术，这不纯 ...

我搜到了，你说的是ads1262吧，用最低采样率可以做到25 bit 无噪声，确实是合格的7位半了，可惜INL max还是12ppm,typ 3ppm ，跟1256没区别。比34401都差远了。

marshallemon · 发表于 2015-10-29 21:57:57

本帖最后由 marshallemon 于 2015-10-29 22:08 编辑

redroof 发表于 2015-10-29 21:57
我搜到了，你说的是ads1262吧，用最低采样率可以做到25 bit 无噪声，确实是合格的7位半了，可惜INL max还 ...

不是这个，是AD7175-2，但貌似INL还是难以满足，不过使用这个片子再结合INL校准实现6.5可能还容易些

我的六位半万用表（持续更新）

本帖子中包含更多资源

本帖子中包含更多资源