Hvor høje er kravene for at opnå en 7,5-cifret DMM?
Mange instrumenteringsapplikationer kræver høj nøjagtighed, såsom digitale multimetre (DMM'er), tre-fase standardmålere, feltinstrumentkalibratorer, høj-præcisions DAQ-systemer, elektroniske vægte/laboratorievægte, seismiske geofysiske instrumenter og kildemålere (SMU'er)/effektmålingsenheder (PMU'er) i automatisk testudstyr (PMU'er). Disse applikationer kræver meget høj nøjagtighed ved måling af DC- eller lavfrekvente AC-signaler-, og i de fleste tilfælde skal de relevante komponenter, der bruges til at implementere applikationsvalg, have lav INL, høj opløsning, god stabilitet og repeterbarhed. Blandt alle disse applikationer er DMM den mest repræsentative.
For at bygge DMM'er med syv og en halv bit eller højere nøjagtighed, bruger industrien typisk multi-slope integrale ADC'er baseret på diskrete komponenter. Selvom denne type ADC kan sikre en rimelig målenøjagtighed, er dens design og fejlretning ret kompleks, så mange ingeniører bruger kommercielle ADC IC'er til at fuldende designet. I det seneste årti er 24 bit ∑ - Δ ADC'er på markedet blevet brugt i vid udstrækning i designet af seks og en halv bit DMM'er. For at opnå syv en halv bit nøjagtighed og linearitet skal der bruges ADC'er med højere ydeevne. En anden udfordring kommer fra referencespændingskilden, som kræver komplekse eksterne signalbehandlingskredsløb for at opnå ultra-lav temperaturdrift for dybt begravede Zener-diodereferencespændingskilder.
Denne artikel introducerer en høj-præcisionssignalkædeløsning konstrueret af en lav INL SAR ADC, en fuldt integreret ultra-lavtemperaturdriftspræcisionsreferencespændingskilde, et fire-kanals matchende modstandsnetværk og en nul-drift lav-støjforstærker. Den teoretiske analyse og beregning af nøjagtighed i artiklen kan tjene som reference og vejledning til praktisk kredsløbsdesign og -test.
