Hvor høye er kravene for å oppnå en 7,5-sifret DMM?
Mange instrumenteringsapplikasjoner krever høy nøyaktighet, for eksempel digitale multimetre (DMM), tre-fase standardmålere, feltinstrumentkalibratorer, høy-presisjons DAQ-systemer, elektroniske vekter/laboratorievekter, seismiske geofysiske instrumenter og kildemålere (SMUer)/effektmåleenheter (PMUs) i automatisk testutstyr (PMUs). Disse applikasjonene krever svært høy nøyaktighet ved måling av DC- eller lavfrekvente AC-signaler-, og i de fleste tilfeller må de relevante komponentene som brukes til å implementere programvalg ha lav INL, høy oppløsning, god stabilitet og repeterbarhet. Blant alle disse applikasjonene er DMM den mest representative.
For å bygge DMM-er med syv og en halv bit eller høyere nøyaktighet, bruker industrien vanligvis multi-slope-integrerte ADC-er basert på diskrete komponenter. Selv om denne typen ADC kan sikre rimelig målenøyaktighet, er design og feilsøking ganske komplisert, så mange ingeniører bruker kommersielle ADC-ICer for å fullføre designet. I løpet av det siste tiåret har 24 bit ∑ - Δ ADC-er på markedet blitt mye brukt i utformingen av seks og en halv bits DMM-er. For å oppnå syv og en halv bits nøyaktighet og linearitet, må ADC-er med høyere ytelse brukes. En annen utfordring kommer fra referansespenningskilden, som krever komplekse eksterne signalbehandlingskretser for å oppnå ultra-lav temperaturdrift for dypt begravde Zener-diodereferansespenningskilder.
Denne artikkelen vil introdusere en signalkjedeløsning med høy-presisjon konstruert av en lav INL SAR ADC, en fullt integrert ultra-presisjonsreferansespenningskilde for lav temperaturdrift, et firekanals matchende motstandsnettverk og en forsterker med lav-nulldrift. Den teoretiske analysen og beregningen av nøyaktighet i artikkelen kan tjene som referanse og veiledning for praktisk kretsdesign og testing.
