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.

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.

И вовсе не великих денег стоют - гораздо дешевле, чем состаривать у себя. Другое дело высокоомные, скажем 1Гом - 0.1% 25евро.

Вот например старый-престарый ad8021 - setting time to 0.01% 23ns - 100кгц это 10000ns
А новые наверно получше будут.

Не стоит путать божий дар с яичницей...Время установления измеряется с учетом ошибки от установившегося значения. А оно с какой ошибкой установится- не важно. В этом случае. К тому же, эти цифры по setting time- не более, чем оценки разработчиков. Измерено по осциллографу с погрешностью по вертикали/горизонтали порядка 5% на этих частотах.


а вы попробуйте, например, у Вишей, приобрести резисторы с гарантией долговременного дрейфа, подтвержденного документом. Наподобие наших с пр. "9".

Не берусь обсуждать операционники в этом плане - нету соответствующего опыта - но даташиты коллекционирую....
У Вишей действительно сложно заказать такие , пробывал - никто из дистрибутеров не взялся - но это означает лишь , что не очень надо было.
С другой стороны я вовсе не предлагал заказывать их у Вишей - а заказать у нас P1-43 и поставить их в термостат.

Вот в этом плане все сведется к одному и тому же- заранее оплаченный заказ, причем время изготовления- месяцы, более 3-х. И цена совсем не из каталога. Наши честнее в этом случае. Никто такие вещи под склад или магазин не делает. Или сами старьте- под свою ответственность.

Я и говорил выше - срок изготовления 3 месяца...

Да, и деньги оччень немалые.

[

Но и приборы то наверно не 100 руб стоить будут... А в перый экземпляр можно купить пару штук например в Церне по 25 евро...

Уважаемые участники обсуждения!
Очень внимательно прочитал Ваши соображения по этой теме - спасибо!
Видимо я все-таки недостаточно четко и акцентированно сформулировал задачу и, соответственно, вопросы.
Попробую еще уточнить задачу и свои подходы к ее решению.
1. Я разрабатываю прибор с межповерочным интервалом 1 год.
2. В приборе заложена процедура программной калибровки (калибровочные коэффициенты по каждому виду и диапазону измерений хранятся в EEPROM управляющего МК).
3. Измерение переменных напряжений проводится с использованием аналогового RMC-DC конвертора.
4. Конструкция прибора и топология печатных плат проработана довольно тщательно с точки зрения экранирования, обеспечения минимальных градиентов температуры в области аналоговых цепей, а также предприняты меры для максимальной компенсации паразитных термо-эдс.
Еще раз напомню наиболее сложные для меня проблемы и постараюсь объяснить почему мне нужно решить именно их.
1.Немонотонная зависимость АЧХ канала измерения переменного напряжения от частоты и уровня входного сигнала.
Видимо эта проблема связана также с неудачным выбором коммутационнных элементов (сейчас используются герконовые реле SIL-series).
Если я исключу немонотонность АЧХ по частоте и уровню входного сигнала при приемлемой нелинейности, то я смогу скомпенсировать эту нелинейность при калибровке прибора.
2.Проблема коммутационных элементов.
Нужно обоснованно определить наиболее критичный параметр (с точки зрения метрологических характеристик тракта) коммутационных элементов, а затем выборать между электормеханическими, герконовыми и электронными ключами.

Эти две проблемы, видимо, тесно связаны между собой. Может быть решение лежит где-то рядом и состоит в изменении схемы входного каскада?

3. Проблема входного ОУ.
Я понимаю, что требования к нему существенно отличаются при измерении постоянного и переменного напряжений.
Может быть решение состоит в том, чтобы этот каскад построить на 2-х ОУ - 1-й буфер для преобразования импеданса и 2-й для для получения необходимого коэффициента усиления?
Если не сложно - поделитесь своими соображениями по типам ОУ для такой конфигурации.

Теперь вопросы и рассуждения по прочитанному..
1. Я не понял, почему входной усилитель, сделанный на дискретных элементах будет работать лучше, чем монолитный, особенно если учитывать напряжение питания +5 В. Наверняка для этого усилителя потребуются согласованные пары транзисторов + прочая прецизионная дискретная россыпь. Или я не прав?
Я полностью согласен с тем, что "переменка в приборе должна жить как можно меньше"(прошу прощения если процитировал неточно).
2.Я не понимаю, почему очень много говорилось о точности и долговременной стабильности собственно резисторов и конденсаторов. На мой взгляд, с учетом приведенного выше межповерочного интервала, здесь нужно учитывать долговременную (и температурную) стабильность соотношения резисторов и конденсаторов во входном делителе и цепях "обвязки" ОУ. Хотя, конечно, чем точнее резисторы, тем они стабильнее во всех смыслах.
И, заканчивая тему резисторов, если можете, подскажите "на вскидку" производителей наборов резисторов для подобных задач, конечно я также попробую их найти.

Вы сертификат типа СИ получили? Если да, нельзя ли взглянуть на описание типа и методику поверки. А так же что у Вас написано в ТУ о предназначении вашего изделия. Это эталон? Калибратор? Просто вольтметр?
все остальные вопросы- вторичны во многом.....

Посмотрел ADA4941-1 - там на страничке 11 очень внятные картинки по этому поводу.

Не смотрел картики за ненадобностью, ибо все очень просто, усилитель коэффициентом усиления 10 на для получения погрешности 0,1% должен иметь усиление на 100KHz c разомкнутой петлей обратной связи под 100dB а сколько там на картинках?




Вообще-то гигагерцы

Не связаны грубо- напрямую время установления с какой либо точностью и частота, которую повторитель на ОУ способен усилить с той же точностью. Пример, первое попавшееся под руку: HA5190. Время установления до 0,01%- 100 нс, при этом- усиление на частоте 10 МГц- всего 20 дБ, т.е. 10. Вы хотите сказать, что 10 МГц он передаст с точностью до 0,01%? У него на постоянном токе усиление всего 30000 типовое, а минимальное- 15000. И так для всех ОУ, а для быстродествующих- Ку вообще меньше, чем у обычных даже на постоянке. Другое дело, частота единичного усиления большая. Чтобы передать синус частотой 10 МГц с точностью 0,01% повторителем, ОУ должен иметь на этой частоте усиление 10000.

с чего это..перебор...

Если считать по Вашему, т.е как я понял для ошибки 0.1% на 100кГц нужно там иметь +60дб. - у ada4941 сходится почти (50db). Хотя это далеко не самый быстрый усилитель - тот же древний AD8021 имеет на этой частоте 80дб. Но на деле такой подход не учитывает сдвига фазы, поэтому реально усиления требуется меньше.
Откуда у Вас 100дб?

AD8021 скорее ВЧ дифусилитель. Если Вы заметили, то у него и токи вх. большие, и источники сигнала для него требуются низкоимпедансые. Иначе все его ЧХ поплывут далеко от приведенных. От делителя 10 МОм он точно работать не будет Он просто засвистит. Я уж о погрешностях по постоянке и не говорю. Автору вопроса он явно не подойдет. Такие усилители давно делались, с 80-х годов примерно. Его можно использовать, так же как и другие М/С, но к нему нужно многое добавлять. Есть ещё трансимпедансные усилители и т.п. А 60 дб и 50 дБ большая разница- более 3-х раз. сдвиг же фазы- это палка о двух концах. Он может на одних частотах улучшить АЧХ, на других- ухудшить. Кроме того, сдвиг фазы в петле ООС, отличный от нуля, если система 1- го порядка, уменьшает глубину ОС, что явно не способствует увеличению точности, в частности- линейности и стабильности Ку системы в целом.

AD8021 вовсе не диффусилитель - но несколько осбенный конечно. Я его не предлагал ставить на вход сразу, а для начала можно поставить lmp7715 например - впрочем вариантов много
На 100кгц усиление упадёт на 0.003% при усилении 10 . По Вашим расчётам как я понял должно быть 0.1% . Разница в 30 раз , а на более высоких частотах будет больше.
Более того , можно скомпенсировать АЧХ подобрав ёмкости... В этом случае получаем 0.001% на 1 МГц - что с Вашей логикой не вяжется вобще. Или я заблуждаюсь?

Да, это именно просто вольтметр.
Я уже писал ранее, что сформулированные мною требования - предельные (в смысле, что лучше, на данном этапе, не нужно).
Выполнении этих требований мне намного "облегчит жизнь" при производстве прибора, ну и кроме того:
"пить- так спирт, красть- так миллион, любить- так королеву!"
А если серьезно - я поднял эту тему в первую очередь для того ,чтобы выслушать мнение специалистов, ну "проговорить" возникшие передо мной проблемы "вслух" - мне такая метода помогает..
Читая Ваши сообщения кое-что уяснил, пришли в голову новые идеи, посмотрел предложенное - спасибо!
Ну и я все-таки надеюсь что эта тема продолжится: "настоящему мужчине всегда есть,что сказать -если он, конечно, настоящий мужчина!"

Тогда рассчеты на бочку . Я ранее привел величину усиления на этой частоте - возражать будем ? Ну а дальше типичные -20dB на декаду..




Букварь, любой (ну почти , где хоть что-то про неидеальнсти операционников говорится) берем и читаем.

Дык я в spice посчитал с моделью от производителя - на собственном опыте скажу - модель хорошо описывает...
Почему Вы считаете что результаты моделирования не верны?
Можети Вы AC и DC попутали?

Что-то конкрентых пердложений нету - поэтому предолжу использовать связку или попробывать combined ada4817 и ad8021 (а если combined, то можно что-то с токовой связью ), Linear советует LT1227
Конечно резисторы надо брать точные, и чем точнее тем меньше головной боли. Всё надо термостатировать и по возможности герметизировать и если какой-то элемент греется - отодвинуть его подальше от других, сделать теплоотвод. ad637 не даст желаемой точности - в даташите стоит 1%, про 0.1% там ничего нет, в этом плане лучше LTC1968. Ну АЦП в этом плане ещё лучше.

Ну да при еденичном усилении 0.1% это 60дБ, получаем 3 декады частота 100МГц, при Ку=10 это 80дБ получаем 4 декады это 1Гиг

вот именно- несколько теряется смысл таких вещей, как КОСС, КВИП.... И так далее. Да и вообще попадают под сомнения результаты их измерения.

Да беда в том , что мерить не чем - а так бы с раостью снял бы ачх с точностью 0.01% - но увы у меня всё кривое. Остаёнся только моделирование...

Если биться насмерть за проценты-то может стоит сделать отдельный вход для переменки? И делитель на кондерах?

Для этих рассчетов ни нужен ни Spice, ни тем более модель операционного усилителя. Совсем не нужны. Нужно просто элементатно представлять, как влияет неидеальность ввиде конечного коэффициент усиления усилителя без обратной связи на коэффициент усиления усилителя охваченного обратной связью.

Коэффициент усиления, он в данных рассчетах, просто "коэффициент усиления" вне зависимости от AC/DC. А разговор о критичности коэффициента усиления идет именно в первую очередь за AC, странно, если Вы этого еще не заметили

В первую очередь надо уметь прикидывать на бумажке, дабы представлять степень достоверности результатов моделирования, тем более, когда речь идет о граничных условиях. В данном случае самое интересное и не смоделировать, поскольку паразитные параметры обусловленные, в том числе и конструкцией, вносят в модель дикие неопределенности.

Так это и есть основной вопрос метрологии


Именно так. Во многих точных вольтметрах- либо визуально отдельный вход, либо виртуально- когда переключаешься на переменку- ко входу подключается другая цепь.

В интернете ничего путного по этой теме не нашёл - посоветуйте букварь - буду читать...
Другой момент - я всегда полагался в этом вопросе на моделирование - неужели модели настоль плохи , что им не стоит доверять?

И входной каскад на лампе. Вход лучше делать отдельным разъемом на СР50. 100КГц это уже частота. На обычных шнурках будет дополнительная погрешность.

Ну, Вы, блин, даете, с удивлением нашел, что даже в самом букваристом букваре Викпедии, на русском языке "есть формула".
http://ru.wikipedia.org/wiki/Операционный_усилитель

Бывают ещё специальные кабели и входы у который компенсируется емкость самого кабеля, включая экран, а также утечка изоляции кабеля. С виду- обычный 2- клеммный вход + 3 клемма для подключения экрана.

Посмотрел - это формула для DC - как в ней например учитывается внутренняя коррекция усилителя? Про АЧХ ни слова...

А Вы подставтье в формулы вместо Кур или как- там у них- Gр, K(jw) или G(jw). Первый полюс передаточной ф-и разомкнутого ОУ- это почти всегда от внутренней коррекции.

Бывают. Но вроде только для постоянки.А 100КГц вряд ли закомпенсирует.

Нет, В7-34 работает именно от такого. У него коаксиального входа нет. Правда, вх. цепи переменки и постоянки- разные, насколько я помню. В7- 72 тоже.

Если не путаю у 34 шнур неснимаемый. Те все ёмкости шнура-это часть общей емкости. И она,емкость,просто учитывается. И 34 вроде не до 100КГц.
Про 72 не знаю,не пользовался. Всё равно,гораздо предпочтительнее,вынести усилитель на конец шнура.

Нет, у него (34- го) обычные клеммы винтовые, только позолоченые. И их 3: +, - и защитная. А кабель - 2 экранированных провода, экраны соединяются с 3- м штырем. Вернее, даже не три, их шесть, но вторая тройка используется либо как собственный канал измерения Uy, либо для измерения сопротивления 4- х проводным методом, либо напряжение с него подается внутри вольтметра вместо опорного в режиме измерения отношения Ux/Uy. Н можно и обычные провода подключать к + и -. Очень удобная вещь, только нет измерения токов.

Вы правы, я на него сегодня посмотрел.