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楼主: washu

6 位半(电压)表头试做中

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发表于 2011-7-12 21:49:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 xjw01 于 2011-7-12 21:51 编辑

我上机试验了,这个芯片的线性度非常好,一字不差,就象VC9806+那样。
数据手册上的几个高频电容,容量比较大,手上没有,所以用了几个0.1uF的是容代之,自检值可达5.00001,而且这个值是稳定的,不会乱漂。
稳压管使用AD586LR,直接给TLC2400供电,效果较差。所以改用78L05给它供电。
前级使用OP07,手上只有这种运放,对付50万字,问题不大。

这个芯片,做成6位半的表头,线性度不会有问题。

单片机上的数码管只有6个,所以做成50万字的表头。更高字数的,那几个独石电容的容量不达标。
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发表于 2011-7-12 21:53:38 | 显示全部楼层
此芯片值得一试,用它来制作表头,比7135容易百倍。
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发表于 2011-7-12 22:00:17 | 显示全部楼层
做成表头成本要多少钱?
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 楼主| 发表于 2011-7-12 22:11:30 | 显示全部楼层
我想应该不是这样测试的,为什么呢?手册上好像说了,每一次 ADC 过程,芯片会自己对失调和满度进行校准,这个过程是芯片自己完成,用户无法用程序干涉的,并且每一次转换都会做。虽然没有明确说明,但我想所谓的对失调和满度进行校准的意思,就是首先芯片把自己的输入短路了,转换一次,结果记入失调寄存器;然后芯片把输入短接到基准输入,再转换一次,结果记入满度寄存器。最后,芯片把输入和管脚 IN 接起来,对外部的输入电压进行转换,结果记入测量寄存器。

因此,实际上的输出结果 Result = ((MeasREG - OffsetREG) / (REFREG - OffsetREG)) * 2^24(其实是 2^28)。

所以理论上,短路芯片的 IN to GND 的结果总是 0、但实际上有一点失调,而且会随温度变化,手册给出的最大值 2ppm of VREF,使用 5V 基准电压,最大可以达到 10uV,考虑到手工短路还会记入热噪声,再略大一点点也是合理的。

理论上,输入和基准相连接,输出一定是 FFFFFF,这个我测试了一下,转换后结果大约是 5.000,005,跳动正负 1 个字(Av8 算法)可能与热噪声有关,毕竟一个字就是 1uV,这个分辨率已经太高。

但是线性就不好说了,和双积分 ADC 不同,∆-Σ ADC 的线性度一直备受怀疑,如果要检定需要一个线性度十分良好,分辨率超过 1uV 的源才能检定的,基本上业余条件下几乎不可能做这个检定,因此只能以手册为准,手册给出的数据是
VREF=2.5V 时,2ppm 典型/10ppm 最大值
VREF=5V 时,4ppm 典型,15ppm 最大值

基本上,商品 6 位半万用表也不是每个的线性都那么好的。

另外手册上指定的电容,我开始是用 0.1u 金属化电容代替,然后更换为正确容量的贴片独石/钽电容,现在是完全符合手册要求的,但之前不是,而区别几乎没有。

输入的缓冲,既然 HP 3457A 可以用 TL062,OP07 除了 Ib 太大,别的更好。当然,用 TL062 是有前提的,但这很容易解决。
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发表于 2011-7-12 22:12:23 | 显示全部楼层
几十元吧。邮费那就说不清了。
LTC2400是早期的产品,比较便宜。淘宝上卖15元。我前天买的时候,没有认真找最便宜的,所以一块25元。
LT1236A-5,淘宝上卖5元。我没有使用这个稳压管,使用AD586LR
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 楼主| 发表于 2011-7-12 22:21:37 | 显示全部楼层
此芯片值得一试,用它来制作表头,比7135容易百倍。
xjw01 发表于 2011-7-12 21:53



   
主要是 7135 的外围元件太多,而且积分电容要求高,个头巨大,程序我觉得比这个还麻烦。另外你还是用 1602 这样的 LCD 吧,数码管太浪费 IO,一个 M8 扫 6 位数码管,别的使用就不用做了

手册上使用基准芯片给 2400 供电同时直接作为基准使用,我不知为何如此设计,我也是将 7815 出来的 15V,一路单独给基准供电,一路再通过 7805 给 2400 供电,考虑到 2400 需要被单片机读写(呃,好像是只读),我想分开是有好处的。
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 楼主| 发表于 2011-7-12 22:27:34 | 显示全部楼层
几十元吧。邮费那就说不清了。
LTC2400是早期的产品,比较便宜。淘宝上卖15元。我前天买的时候,没有认真找 ...
xjw01 发表于 2011-7-12 22:12



   
价格比较微妙,我问了几家,最低开出 ¥18 的 10p 价(¥180/10p),但 LT 的官方价 $7.1   LT1236 也要 3、4 美元一颗。2400 没找到什么拆机片子,都说是散新,1236、AD586 有大量的拆机片子,价格非常的便宜,我刚开始也是用拆机的 AD586,昨天才换了一颗 MAX6350 的样片看看有没有改善(结论:无)。

另外,从手动用鳄鱼夹把 IN 短接到 VREF 的结果很稳定,只跳动正负 1 个字(我开了 6 位小数点,因此 1 个字 1uV 啊啊啊)看来,芯片的噪声已经足够低,可能要考虑基准的噪声了,如果要求这么高的分辨率的话   当然作为 5 位半的表头使用可以不考虑。
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发表于 2011-7-12 23:07:51 | 显示全部楼层
做成了出个套件团购好不好,
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 楼主| 发表于 2011-7-13 00:05:20 | 显示全部楼层
做成了出个套件团购好不好,
liangkan 发表于 2011-7-12 23:07



   
不知道 xjw 那位打算做成什么样子,至少我已经算是试验成功了,虽然考虑制作一个 LCD+MCU(m8)+ADC+REF+一级增益电路(含网络电阻)在一块板上的测试电路,但这已经略微超出表头范围,而且普遍意义不大(网络电阻是样片,买的话就贵了),因此团购什么的我不知道有什么进行的意义?而且我也没有那个时间精力(画外音:我讨厌焊东西)。

如果有人有意制作,反正这个东西没有什么技术含量,是完全公开的(手册上的信息早已足够),如果有人要制作套件,尽可以拿去做,就是在矿坛上发售的话给我厚道点就好   如果有和我同城的人要制作,我可以提供校准。
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发表于 2011-7-13 06:23:45 | 显示全部楼层
我也只是凭兴趣,做做实验而已。
对我而言,这东西,实用假值并不大。可能今天做好了,以后放上三年、五年也不会用它一次。
做了这个实验以后,发现,用现代器件制作高位表并不难,成本也不高。市场价高,还是因为产量上不去,否则,台表的价格应是今价的1/10
用了MCU的东西,没有产量,总是天价。
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发表于 2011-7-13 06:24:55 | 显示全部楼层
现在的数字万用表,可以做到只用30元,甚至只有10元,也直购够本事。
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发表于 2011-7-13 06:30:51 | 显示全部楼层
我想应该不是这样测试的,为什么呢?手册上好像说了,每一次 ADC 过程,芯片会自己对失调和满度进行校准,这 ...
washu 发表于 2011-7-12 22:11



    我测试线性度时,是根据INL的定测来测定的,所以测量一个INL,至少需要三个点的数据。
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 楼主| 发表于 2011-7-13 10:10:47 | 显示全部楼层
我测试线性度时,是根据INL的定测来测定的,所以测量一个INL,至少需要三个点的数据。
xjw01 发表于 2011-7-13 06:30



   
所以我对你的测试提出质疑:
kt_503.jpg
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发表于 2011-7-13 10:26:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 xjw01 于 2011-7-13 10:28 编辑

用TL062,输入失调太大。而且温度系数有问题。
用了这个芯片,会涉及麻烦的调零问题。
做成7位表(1uV分辨),会有上千字的零点问题,而且它的温漂严重。

用op07,在7位时(1uV分辨),只有几十字偏移,而且温漂非常小。它的是偏置电流大较大,测量阻抗高的电压源,会引入误差。
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 楼主| 发表于 2011-7-13 10:33:03 | 显示全部楼层
本帖最后由 washu 于 2011-7-13 10:35 编辑
...
用现代器件制作高位表并不难,成本也不高。市场价高,还是因为产量上不去,否则,台表的价格应是今价的1/10
现在的数字万用表,可以做到只用30元,甚至只有10元,也直购够本事。
xjw01 发表于 2011-7-13 06:23



   
高位台表的价格高确实和产量低有关,但不能因为这颗芯片很简单很便宜就认为整台表也很简单很便宜,举一个例子,典型的 6 位半台表 HP 3457A,其 ADC 部分占电路的比例是不大的,下面是其 ADC 部分电路总图:

kt_255.jpg

可见,如今使用 LTC2400 + 现代 MCU,轻而易举取代了上图是没有太大的问题(但线性度还是备受质疑)。而下图,输入前端电路,包括输入保护/缓冲/增益,欧姆电流源,...等等无法取代,还是得老老实实做出来的,这个的难度比用一颗现成的 2400 + MCU 写几行代码要大很多了。

kt_253.jpg


而且这里还未考虑到特定元器件的筛选问题,比如这些 6 位半商品表里面用的 LM399 基准,很多是经过筛选的,我们用 AD586/MAX6350 作为基准的话,温度系数和长期准确度指标会糟糕很多。类似的,作为欧姆测试的电流源,对参考电阻的温度系数、长期准确度、比例温度系数要求都很高,需要特定的电阻/网络电阻;输入增益电路也需要特定比例且温度系数和长期比例很好的电阻对/网络电阻,这些算是特殊器件,成本估计不低,我申请了两颗凌特的网络电阻(比例不同)打算作为输入增益电路的试验,但也只能如此,这个比 LTC2400 非常的不好买到的,价格也不便宜。
kt_256.jpg
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