вот и я об этом- в среднем. И долго. У современных вольтметров типа В7- 72 есть настраиваемое усреднение в дополнение к усреднению детектора и АЦП. Даже у старого В7- 34 такая штука есть. Но только в 10 кратном размере.

Уважаемые участники обсуждения!
Приятно, что предложенная тема Вас заинтересовала.
Видимо необходимо внести некоторые уточнения перед тем, как продолжить эту тему.
Итак:
1.Предполагаемый прибор является вольтметром постоянного и переменного напряжения, причем при измерении переменного напряжения используется RMC-DC преобразователь AD637. Дальше сигма-дельта АЦП и МК для управления, калибровки и т.д.
2. Прибор является лабораторным.
3. Заявленные мной в начале темы требования к входному каскаду являются предельными (то, чего мне очень хотелось бы достичь).
4. Естественно я понимаю, что готовое решение мне никто не предложит.
Теперь о двух главных проблемах с которыми я столкнулся:
1. АЧХ вольтметра имеет немонотонный характер, кроме того вид АЧХ зависит от амплитуды входного сигнала, что делает затруднительным обработку результатов измерений с целью линеаризации характеристики.
2. Противоречие между требованиями малого дрейфа и низкого уровня шумов при измерении постоянного напряжения (при применении AD8551 c зарезанной до 10 Гц полосой результаты получились более менее..) и необходимостью работать в широком частотном диапазоне при измерении переменного напряжения.
Я предполагаю, что первая проблема обусловлена наличием паразитных емкостей в схеме и конечными параметрами ОУ, но не могу оценить степень их влияния и соответственно "методы борьбы".
Разрешение второй проблемы мне видится в использовании "правильного" ОУ (или "хитрой" схемотехники) или простого разведения измерений постоянного и переменного напряжений по разным каналам начиная с входных клемм прибора (мне этот вариант не нравится).
Если кто-то поможет "пинком" в правильном направлении я буду благодарен.
Если кто-то может, поделитесь ссылками на схемы реальных приборов, пожалуйста.

1. Доводилось иметь дело с ad637 - для него нужно двуполярное 15 вольт - зачем тогда требование однополярных 5 вольт
2. Погрешность будтет 1% и зависеть от формы сигнала до +10% на прямоугольниках.
3 . Если нужна точность больше можно взять 16битный ацп на мегагерц 10 и обрабатывать в цифре - но советовать тут легко , а сделать сложно.
4. Есть ещё болометрические true rms конвертеры - кажется Linear что-то достойное предлагал

В "прошлой жизни" у меня AD637 работал при +-5 В с индивидуальной калибровкой и обеспечивал 0.5% без проблем, а в тут я его назвал "по инерции".. sorry!
Идея с АЦП у меня крутится уже давно, видимо в "следующей жизни" буду пробовать.
Болометрические конвертеры не смотрел - спасибо, посмотрю обязательно!
Однако перед реализацией такой архитектуры проблему с немонотонностью АЧХ входного каскада необходимо решить.

А как Вы думаете, почему промышленные лабораторные вольметры и мультиметры все сделаны на интегрирующих АЦП?
Вам нужно разработать стандартный аттенюатор- как в обычных вольметрах. Обратите внимание, у резисторов есть такой параметр- "предельное напряжение" он отражает область линейности зависимости тока от напряжения. При увеличении номинальной мощности рассеяния резистора (только не путайте с рассеиваемой на нем мощностью) предельное напряжение- больше. Т.е. резистор, скажем, 0.5 Вт может работать при больших напряжениях, чем 0,125 Вт при тех же номиналах. И так далее- конденсаторы частотной компенсации тоже нужно выбирать с запасом по напряжению- иначе их утечка скажется. Н90 и т.п. барахло в такие цепи не идут. Входные токи последующего каскада тоже нелинейно зависят от напряжения. В общем, при Ваших уровнях погрешностей учитывать приходится все.

Посмотрите 16-битные оу для ацп - в рекомендациях по применению ацп, например в Analog Devices.
При работе с ad637 у меня в схеме были сильные выбросы на фронтах прямоугольников, поскольку на входе стоял резонансный трансформатор , потом куча коррекции ачх - всё это портит точность - вполне возможно, что в нормальной схеме ад637 даст 0.5% или лучше - надо смотреть datasheet.

П. С.: автору- Ваш аттенюатор по структре сделан неверно. В вашей схеме на коэффициент деления влияют сопротивления замкнутых контактов. Вам нужно сделать обычный лестничный делитель с коммутацией его выходов на высокоомный вход. Защищенный, естественно.

Автор, вот вам говорят, а вы не слушаете. Основная трудность - не выбор подходящих компонентов, хотя и это достаточно сложно. Намного важнее обеспечить температурную и долговременную стабильность и минимизировать термо-эдс в схеме. А затем поднять метрологию на производстве. Даже сделать входной контроль резисторов 0,01% вам малой кровью не удастся.
Кстати, "правильный" ОУ вам не удастся найти, их в природе таких нет.

Обычный лестничный делитель (видимо имеется в виду делитель у которого все резисторы соединены последовательно? - не встречал такого термина) я пробовал делать. И отказался - не смог придумать методику его настройки по переменному напряжению. При подборе конденсаторов любой из ступеней уходили коэффициенты передачи на всех остальных.
По поводу высокоомного входа - не могу определиться с архитектурой этого входа.
Либо не устраивает по частоте, либо шумит, либо имеет большие дрейфы - вот тут я и прошу помощи!
По поводу влияния сопротивления замкнутых контактов - ситуация аналогичная (проблема выбора), я прошу "наводку" на тип или производителя подходящих, для данного применения, реле, электронных ключей.



О том, что абсолютно "правильных" ОУ в природе не существует, я знаю. Я ведь прошу ОУ наиболее подходящий для данной задачи.
Минимизацией термо-эдс в схеме я занимался специально, да и сейчас про нее не забываю.
Абсолютная точность 0,01% резисторов мне не нужна - разброс учитывается при калибровке.
А вот долговременная ( в течении межповерочного интервала) и температурная стабильность (причем стабильность коэффициента передачи, а не абсолютная) играют решающую роль - тут я полностью с Вами согласен.

Точность резисторов определяется не возможностью померить их на производстве (она там есть), а именно долговременной стабильностью. Насколько я помню , Farnell раньше продавал 0.01% по цене 3-4 долл.
Есть высокоомные Р1-43 . Делают только под заказ- связвался, просят подписать договор и 3 месяца на изготовление. Конденсаторы фторопластовые 0.1% тоже видел, но где брать не знаю. Может термостат поможет?

Именно для вашей задачи и нет "правильного" ОУ, который вы просите подсказать. Последние несколько лет жизни я занимаюсь похожей тематикой, такой усилитель построить реально - но обсуждение реализации займет примерно месяц. Так что придется вам подумать самому
Термо-эдс в каких элементах схемы вы учитываете?


Мне кажется, вы очень легкомысленно это сказали Очень сомневаюсь, что реально сможете измерить сопротивление 10 мом резистора с такой точностью, а также измерить его ТКС.
И опять же - нужна методика ускоренного старения.

Сообщение отредактировал Белый дед - Aug 31 2009, 04:13

Никогда не измерял 10Мом с такой точностью - небыло надобности. Но у тех кто этим занимается, например на заводе, где делают точные резисторы, соответствующие приборы наверняка имеются.
А измерение сопротивлений в районе 1ком-10ком проблем нет.... Может проблема в эталоне?
Какие проблемы добавляются при измерении 10Мом? И почему усилителей готовых нет для меня тоже странно - для DC есть готовые ацп, которые дадут нужную точность, а для AC 0.1% - чем прецизионные усилители плохи? - ну скажем LMP7721?
А при чём тут старение - смотрел Vishay резисторы, всё вроде понятно - без старения 0.01%. Одно время занимался терморезисторами - вот их мы и термоциклировали и 2-3 года в шкафу держали и потом ещё раз калибровали.
Какие эталонные резисторы покупали уже не помню - кажется 0.005% и AD77XX для измерения сопротивлений. Конечно , для измерения 10Мом они напрямую не подходят - но принцип тот же.

Вот резистор с такой точностью - несложно...У меня получаются....в тысячи раз больше с такой точностью...
Да и ТКС, термоЭДС... Все это совсем не страшно, если распределение температуры стационарно...

А зачем? если у автра есть деньги, он может купить резисторы металлофольговые, наподобие тех, что я приводил. Или другие прецизионные с приемкой "9". Они уже состаренные. Как раз в таких вещах и используются. Правда, стоит штука дороже чем проц. "Пентиум". Поэтому и вольметры недешевы....


0,1% точности для AC- это +-0,0087 дБ. Вы представляете себе ОУ, который даже будучи включен повторителем, обеспечит такую неравномерность АЧХ вплоть до 100 кГц?

А зачем этот ОУ представлять. Почему вообще ОУ в интегральном исполнении. Для подобных задач нужен усилитель на дискретных элементах.В вольтметрах серии В3 полоса намного шире(и погрешность намного больше ) и ничего страшного,все работает.
А в В3-49(63) полоса до гигагерц.И чем меньше внутри прибора будет существовать переменка тем лучше.


Простите,не заметил Ваш текст.А Вы не подавайте идеальный меандр на вход прибора,который не желает его измерять
Все должно быть обосновано.