Kuinka korkeat vaatimukset ovat 7,5-numeroisen DMM:n saavuttamiseksi?
Monet instrumentointisovellukset vaativat suurta tarkkuutta, kuten digitaaliset yleismittarit (DMM), kolmivaiheiset standardimittarit, kenttäinstrumenttien kalibraattorit, korkean-tarkkuuden DAQ-järjestelmät, elektroniset vaa'at/laboratoriovaaat, seismiset geofysikaaliset instrumentit ja lähdemittarit (SMU:t)/tehonmittausyksiköt (PMU) automaattisissa testauslaitteissa (ATE). Nämä sovellukset vaativat erittäin suurta tarkkuutta DC- tai matalataajuisten AC-signaalien mittaamisessa, ja useimmissa tapauksissa sovellusten valinnassa käytettävillä komponenteilla on oltava alhainen INL, korkea resoluutio, hyvä vakaus ja toistettavuus. Kaikista näistä sovelluksista DMM on edustavin.
Seitsemän ja puolen bitin tai suuremman tarkkuuden DMM:ien rakentamiseksi teollisuus käyttää tyypillisesti monisuuntaisia integroituja ADC:itä, jotka perustuvat erillisiin komponentteihin. Vaikka tämän tyyppinen ADC voi varmistaa kohtuullisen mittaustarkkuuden, sen suunnittelu ja virheenkorjaus ovat melko monimutkaisia, joten monet insinöörit käyttävät kaupallisia ADC-IC:itä suunnittelun viimeistelyyn. Viimeisen vuosikymmenen aikana markkinoilla olevia 24 bitin ∑ - Δ ADC:itä on käytetty laajalti kuuden ja puolen bitin DMM:ien suunnittelussa. Seitsemän ja puolen bitin tarkkuuden ja lineaarisuuden saavuttamiseksi on käytettävä tehokkaampia ADC:itä. Toinen haaste tulee referenssijännitelähteestä, joka vaatii monimutkaisia ulkoisia signaalinkäsittelypiirejä saavuttaakseen erittäin-matalan lämpötilan poikkeaman syvälle haudatuille Zener-diodin referenssijännitelähteille.
Tässä artikkelissa esitellään erittäin{0}}tarkka signaaliketjuratkaisu, joka on rakennettu matalan INL SAR ADC:n, täysin integroidun ultra-alhaisen lämpötilan ryömintätarkkuuden referenssijännitelähteestä, neljän kanavan sovitusvastusverkosta ja nollaryömitystä matala-kohinavahvistimesta. Artikkelin teoreettinen analyysi ja tarkkuuden laskenta voivat toimia viitteenä ja ohjeena käytännön piirisuunnittelussa ja testauksessa.
