高分辨率多斜模数转换器

zhengrob

lidawei1 发表于 2024-10-31 20:42
关注度确实不高。
原作中，使用adc测放大了N多倍的剩余电压，加到结果中，感觉这个电压不是很靠谙，可能 ...

恰恰相反，这个ADC的结果很重要，贡献了大约7-8bit的分辨率。没有这个ADC分别测量积分开始与结束的电压，就得像3458A那样在rundown
过程中做额外的规划才能得到最终的28-29位的分辨率。实测来看，ADC的2个读数能消减大约5-7uV的噪声，是很显著的。

lidawei1

zhengrob 发表于 2024-10-31 20:52
恰恰相反，这个ADC的结果很重要，贡献了大约7-8bit的分辨率。没有这个ADC分别测量积分开始与结束的电压， ...

如果它真能提供7-8bit的有效分辨率，加上电荷平衡和不对称基准积分阶段，也大概有28-29位了，能达到这么高的水平，冒昧地说，我是不怎么相信的。

zhengrob

lidawei1 发表于 2024-10-31 22:24
如果它真能提供7-8bit的有效分辨率，加上电荷平衡和不对称基准积分阶段，也大概有28-29位了，能达到这么 ...

不用怀疑，runup+rundown+残余电压检测达到28,29甚至30bit的分辨率是完全没问题的。但这不是问题的核心， 控制INL至最低才是真正的难点。

MF35_

lidawei1 发表于 2024-10-31 22:24
如果它真能提供7-8bit的有效分辨率，加上电荷平衡和不对称基准积分阶段，也大概有28-29位了，能达到这么 ...

这没什么好怀疑的，多斜积分ADC并不是什么复杂技术，对器件的要求也并不高，要达到高分辨率和高INL比其他ADC构架相对要容易的多，限制它应用范围的主要因素一是速度二是成本

lidawei1

MF35_ 发表于 2024-11-1 09:09
这没什么好怀疑的，多斜积分ADC并不是什么复杂技术，对器件的要求也并不高，要达到高分辨率和高INL比其他 ...

虽然不是什么复杂的技术，但也会受到客观条件的限制，在10v档的情况下，要分辨到1uv以下是不容易的，28bit的话，更是要分辨到0.1uv以下，估计就算8位半的表，没有特定的条件，也不一定能做得到。

wgsd

分辨到0.1uV不难，但10V档要让1uV不跳可能很难。

MF35_

lidawei1 发表于 2024-11-1 16:35
虽然不是什么复杂的技术，但也会受到客观条件的限制，在10v档的情况下，要分辨到1uv以下是不容易的，28bi ...

可能你理解有误，你所谓的“分辨到1uv以下”应该是指的是精度，即稳定、准确的测到1uV以下水平？但分辨率就是分辨率啊，和精度是两码事，你的说受客观条件限制，那应该指的是噪声和INL。分辨到0.1uV很容易，随便一个20位以上的ADC过采样就完事儿了，INL和噪声才是不容易，10V基准下1ppm就是10uV了，远超　　28bit分辨率，噪声也是如此

lidawei1

MF35_ 发表于 2024-11-1 17:32
可能你理解有误，你所谓的“分辨到1uv以下”应该是指的是精度，即稳定、准确的测到1uV以下水平？但分辨 ...

所谓分辨率，我的理解，应该就是能分辨，能分得清，比如分辨率0.1uv，就应该大概能分辨出0.1uv和0.2uv，不能一下子说是0.1uv，一下子说是0.9uv。

happymanlxh

已经有人做出来，利害

量子隧道

多斜积分我印象应该是至少三十年前，或许四十年前的技术了。ADCDAC最近的大革新应该是sigma delta，模糊了数字与模拟的边界。应用了噪声整形理论。频率越低越准，电路稳定的话几乎是没有精度上限的（因为噪音被不断多次平均掉了，也可以认为是通过反馈积分网络被搬移到频带之外了）。当然实际电路还是有漂移，精度不会无限大。最关键的是它实在便宜。据我记忆，sigma delta应该也有三十年的历史了。

MT4S301

量子隧道 发表于 2024-11-12 17:40
多斜积分我印象应该是至少三十年前，或许四十年前的技术了。ADCDAC最近的大革新应该是sigma delta，模糊了 ...

感觉积分ADC和（一阶）Δ-Σ ADC的边界也很模糊

量子隧道

MT4S301 发表于 2024-11-12 17:52
感觉积分ADC和（一阶）Δ-Σ ADC的边界也很模糊

我理解从基本原理上看，前者是个一次性的状态机，完成V-T变换就over了。当然也可以以外部控制来强迫它不断地反复工作。
而后者是个自动状态机，不断在尝试以数字表示的PDM脉冲密度与模拟量的比对，反过来调整数字，这些是自动完成的，外部不需控制即可持续输出（并且动态跟随输入）。
我对这些东西理解不深（因为没有自己完整做过一遍），可能是不对的。欢迎大师（们）指正让我涨姿势。

zhengrob

量子隧道 发表于 2024-11-12 17:40
多斜积分我印象应该是至少三十年前，或许四十年前的技术了。ADCDAC最近的大革新应该是sigma delta，模糊了 ...

惠普的3456A发布于70年代末，所以多斜积分ADC作为成熟的方案应用在高位表上的确已经有四十多年的历史。虽然历史足够长，但这个技术并不过时，因为当前主流的8.5位DMM，HAK3458A，FLUKE8508A以及Advantest6581，7位半的KS34470A，DMM7510和绝大多数6位半DMM仍然采用多斜积分的技术。尤其在8.5位和7.5位商用DMM上还没有见到采用sigma-delta和SAR ADC的方案被广泛应用（不要提HPM7177，不是真正的商用机器）。sigma-delta和SAR ADC的优势是速度快，分辨率可以做得较高，但短板是其INL仍然不能与多斜积分ADC相提并论。一颗sigma-delta 芯片，如果其INL只能做到1ppm，那意味着对于10V的量程，其非线性误差就有10uV，那么就算它有28bit或者30bit的高分辨率都显得意义并不重大。最新的AD4630-24尽管其规格书说INL典型值为0.1ppm，但是max 0.9ppm的指标让人仍然不敢将其与3458A放在同一类别中。 要知道，1988年发布的HP3458A其INL 最大值仅为0.1ppm，而实际测量的INL基本都小于0.02ppm。对于8.5位这样的高位DMM，测得准比测得快更具有实际需要，所以目前的sigma-delta和SAR 并不适用这个应用领域。

yaogeng

zhengrob 发表于 2024-10-31 11:13
本来想发一些较详细的更新帖子，但看起来大家关注度不怎么高也就放下了。简单说一下，avr版的INL能做到0. ...

顶起，期待更详细的帖子

scoopydoo

zhengrob 发表于 2024-11-12 21:32
惠普的3456A发布于70年代末，所以多斜积分ADC作为成熟的方案应用在高位表上的确已经有四十多年的历史。虽 ...

俺正在日夜兼程赶工画 AD4032-24 的板子！