hongli3154 发表于 2020-2-20 08:59
和你有一样的想法，但是没你要求高，用的是万用表芯片+单片机。烂尾了
大胆尝试，主要还是积累自己的技术，要指望这个挣钱，怕是难
marshallemon 发表于 2020-2-19 14:32
求解释……
我的浅见如下：
两者均使用了电容积分和累积的方法，这可能是最大的相同了，只是不同点更多：
（1）电容积分ADC是整个电容积分完毕之后，脉冲自动累积，即便是最后的比较器有误差，或者说电荷有损耗，也只影响后几位，这个大大提高了稳定性；
（2）△-∑型ADC，每次电容积分之后，只出一位编码，这个ADC的转化误差对于整个ADC性能的影响，我认为是影响最终的ADC精度的最关键的误差源，我个人能力还没有办法量化；
（3）△-∑型ADC，虽然后面也是累积，但是改成了数字加和，为了降低噪声和工频干扰加入了深余弦滤波器，但是比起积分型ADC由于控制积分时间，而带来的本身具有的抗干扰特性这个是没有办法比的；
（4）△-∑型ADC，好处就是ADC的转化速率和位数可以非常方便的控制和输出，这个是积分型ADC所不能比拟的；
应该说还是看应用场合吧，就数字万用表这种需要高分辨率低输出速率的场合，个人认为，还是积分型ADC更胜一筹，更适合。
这个项目重在锻炼个人的数字信号处理能力，如果要是做成工业应用的成品，还得是积分型ADC。
本帖最后由 PCBtiepian 于 2020-2-20 10:38 编辑
支持楼主，0.8uVrms低噪音LDO-- LT3045也许用得上，
话说楼主需要跑腿的不?鄙人别的本事没有，业余的免费焊板子，调试板子，结构设计，外壳打样，钳工可以随时待命{:smile:}
PCBtiepian 发表于 2020-2-20 10:36
支持楼主，0.8uVrms低噪音LDO-- LT3045也许用得上，
话说楼主需要跑腿的不?鄙人别的本事没有，业余的免费 ...
感谢支持，需要的话，我会联系你的。可以关注一下我的微信公众号：高精度万用表的设计和应用
linyibinleo 发表于 2020-2-11 21:40
短路保护功能。
反向保护等待最好是无线
zajia 发表于 2020-2-20 11:27
反向保护等待最好是无线
保护你不用担心，之前都做了很多次的试验，对于HP34401的电路已经研究的非常透彻了，至于无线，有扩展接口，可以添加
好多干货，但楼主的目标太大，3-5年大量精力投入看怎样，否则容易烂尾。万用表还是加个12864或者2004显示屏。
tgdiy 发表于 2020-2-20 12:37
好多干货，但楼主的目标太大，3-5年大量精力投入看怎样，否则容易烂尾。万用表还是加个12864或者2004显示屏 ...
有句话叫不打没有准备的仗，肯定是之前有准备的。
至于业余时间，凭自己的意志力做这件事情，能到几何，还真不好说，还是要在大家的支持鼓励和监督下，一步一步做出来吧{:lol:}
本帖最后由 DMM_2020 于 2020-2-20 13:18 编辑
独乐乐与众乐乐孰乐?当然是 众乐乐乐{:lol:}
如果想跟我一起探讨技术的人多，这个动力就大了{:lol:}
大家推荐一个性价比高的双运放，增益带宽积在20M以上，MSOP8封装
这个delta-Sigma A/D转换器原理讲的比较到位，只是我还没有仿真成功，看看大家能仿真成功吗？顺便把仿真文件共享一下哈
继续顶！顺便问下这款表的成本大约几何。
xtwhf 发表于 2020-2-20 22:29
继续顶！顺便问下这款表的成本大约几何。
目前单块成本比较高，在1100，批量在1K以上才有可能到500
是不是贵的没朋友了{:cry:}{:cry:}{:cry:}
这个万用表好玩的地方有一下几个：
（1） ADC并不采用目前已有的高位ADC芯片，而是自己做△∑算法。当你深入了解了积分法和△∑
两种ADC的原理之后，你会发现，积分法会更胜一筹，这也是我没有迟迟投版的原因之一；
（2） 恒流源是FLUKE5700定级校准源中的恒流源哦，的确是性能优秀的不能再优秀了；
（3）LC采用全数字计算，与论坛中的模拟电路积分有本质的区别；
（4）直流部分全部定制的集成电阻；
贵是贵了点，值得玩，值得好好学习利用一下
Sigma-delta 调制器的原理
The output signal from the sigma-delta modulation must be filtered to remove the high
frequency content (the quantization noise) and retain only the useful frequency band. In
order to properly design such filter, some understanding of the sigma-delta modulated signal
spectrum is required. The sigma-delta modulated signal spectrum is different from the PWM
modulation spectrum.
The PWM modulation signal is characterized by a fixed period and a variable duty cycle.
Due to the fixed modulation period (or frequency), the PWM spectrum exhibits typical peaks
of energy corresponding to the modulation base frequency and its harmonics. The removal
of these harmonic peaks is more difficult by analog filtering (RC or LC filter).
The sigma-delta modulation uses both variable duty cycle and variable frequency. As a
result, the energy on the sigma-delta spectrum is spread more evenly and is not
concentrated on regularly spaced peaks like for the PWM (there is no fixed modulation
frequency). Furthermore, there is usually more energy at higher frequencies for sigma-delta
modulations than for PWM (due to higher modulation frequencies). The noise content of
sigma-delta modulation can be easily removed by analog filtering (RC or LC filter).
Sigma-delta 仿真成功
局部细节
马克一下。
抽取是不是累加和？
RAMILE 发表于 2020-2-22 13:57
抽取是不是累加和？
这个就看怎么处理了，你若认为所有的值均有效，那就是了
https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/group0/b2/44/42/9d/46/b4/4d/34/DM00354333/files/DM00354333.pdf/jcr:content/translations/zh.DM00354333.pdf
RAMILE 发表于 2020-2-22 16:38
https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_note/group0/b2/44/42/9d/46/b4 ...
谢谢啦，你找到汉化版了。
刚做了一个直接用内置adc的，上位机也是改造的，楼主要把adc速率做高一点，太低，没什么意义了，有需要我可以做上位机
Vmao 发表于 2020-2-22 18:43
刚做了一个直接用内置adc的，上位机也是改造的，楼主要把adc速率做高一点，太低，没什么意义了，有需要我可 ...
adc速率一定要可设置，灵活变化，提高易用性。只是精度都是以牺牲速率为代价的，对于任何一种adc都是一样的。
至此，Sigma-delta型 ADC仿真结束，原理已经了然于胸，不过我越发对这种ADC的精度保持忧虑的态度{:cry:}
这个芯片竟然没有标称温漂指标，一大败笔，让我灰常失望
Vmao 发表于 2020-2-22 18:43
刚做了一个直接用内置adc的，上位机也是改造的，楼主要把adc速率做高一点，太低，没什么意义了，有需要我可 ...
感谢您的支持，需要的时候我会联系你的{:handshake:}
为什么要深入的了解∑-ΔADC的原理呢？是因为目前市场上在售的高分辨（>20bit）的ADC都是∑-Δ型ADC。因此深入了解∑-ΔADC的原理，来决策在万用表电路上使用哪种类型的ADC是非常有必要的。
关于积分型ADC的原理，包括双斜积分，多斜积分之前已经在论坛上讨论很多，资料也很多，就不再这里赘述了。
∑-Δ调制器的输出是1位串行数据流。此数据流的分辨率只有一位，通常不足于用于此应用而言。提高信号分辨率的方法包括在给定的时段内，对1位流取平均值。平均的数据流具有更宽的分辨率（通常为16位），但采样率更低。取平均（滤波）操作基于数字域中的线性数学运算，因此不会由于滤波而增加非线性失真。
这样的ADC初始精度显然是无法满足我们的要求的
Integral lineariity error 显然不能满足我的要求，五位半足够，六位半就差的远了去了
万用表的特点就是要携带方便，现在还要配个电脑或手机，还能方便？当然，作为技术来学习研究，我表示赞赏。
rmdyj 发表于 2020-2-23 11:23
万用表的特点就是要携带方便，现在还要配个电脑或手机，还能方便？当然，作为技术来学习研究，我表示赞赏。 ...
定位不一样，这个是为了易于搭建测试系统而设计的，不是手持仪器。
您可以了解一下虚拟仪器，以及NI的产品
当然了，如果大家呼声很高，我可以加上个按键和显示，改成手持仪器{:loveliness:}
慎重起见，我决定修改原理图，把积分ADC的电路做进去，否则STM32H743内部的ADC温飘太大，真有可能是用不成的
DMM_2020 发表于 2020-2-24 09:55
慎重起见，我决定修改原理图，把积分ADC的电路做进去，否则STM32H743内部的ADC温飘太大，真有可能是用不成 ...
用内部的？那个精度真不行12bit 跳动在20，改进后能在10以内
Vmao 发表于 2020-2-24 10:43
用内部的？那个精度真不行12bit 跳动在20，改进后能在10以内
你测试的是STM32H743吗？这个ADC是16位的，有效分辨率在13位左右
Vmao 发表于 2020-2-24 10:43
用内部的？那个精度真不行12bit 跳动在20，改进后能在10以内
我刚才算了一下，没有处理之前，你这个采集结果，有效分辨位数在10.4位左右，应该已经完美实现了ADC的性能，stm32 12位的ADC就是这个德行
采用滑动滤波，6个数字踢出一个最大一个最小后平均
先做一个ADC模块，快速验证一下之前的试验，以及adc的真实性能
Vmao 发表于 2020-2-24 17:44
采用滑动滤波，6个数字踢出一个最大一个最小后平均
很实用的方法，{:victory:}
支持楼主！
这个万用表项目牛！支持楼主，楼主模电强！期待早日完成。向楼主学习。
关注一下我的微信公众号：高精度万用表的设计和应用
支持楼主.期盼早日成功.
Corona_spark 发表于 2020-2-25 11:05
这个万用表项目牛！支持楼主，楼主模电强！期待早日完成。向楼主学习。
闻道有先后，术业有专攻。相互学习吧
nust-奔跑 发表于 2020-2-25 09:45
支持楼主！
感谢，感谢
zwc58 发表于 2020-2-25 11:09
支持楼主.期盼早日成功.
感谢支持
34401 ADC原理
hp3478A 积分ADC原理
HP3458A 积分ADC原理
模拟开关，看着简单，对于高精度应用还是难
强烈支持
lichaoming520 发表于 2020-2-27 00:03
强烈支持
感谢支持，沟通成长{:handshake:}
在设计过程中选无意发现一个电源芯片，应用简单，啥都能转，实在是厉害
必须支持，早日完成！
本帖最后由 DMM_2020 于 2020-2-28 08:41 编辑
ywd518 发表于 2020-2-27 14:47
必须支持，早日完成！
感谢支持
对于34401积分型ADC，用于切换积分器的模拟开关的导通电阻，该如何消除其影响，始终百思不得其解，求帮助
CMOS开关基础
理想型模拟开关不存在导通电阻，具有无穷大的关断阻抗和零时间延迟，可以处理大信号
和共模电压。实际的CMOS模拟开关不满足其中任意一条，但是，如果我们了解模拟开关
的不足，这些缺陷多数是可以克服的。
CMOS开关具有优秀的组合属性。其最基本的形式是MOSFET晶体管，这是一种电压控制
电阻。在“导通”状态下，其电阻可能不到1 Ω，而在“关断”状态下，其电阻则会升至数百兆
欧，并且存在皮安级漏电流。 CMOS技术兼容逻辑电路，可以高密度集成在IC之中。其快
速开关特性得到良好的控制，仅具有最少的电路寄生效应。
MOSFET晶体管是双向的。换言之，它们可以同样轻松地开关正、负电压，传导正、负电
流。 MOSFET晶体管具有一个电压控制电阻，随信号电压则呈非线性变化，如图1所示。
互补MOS工艺(CMOS)可以产出优异的P沟道和N沟道MOSFET。并联连接PMOS和NMOS
器件，结果会形成如图2所示的基本双向CMOS开关。这种组合有利于减少导通电阻，同
时也可能产生随信号电压变化小得多的电阻。
图3展示的是N型和P型器件的导通电阻随通道电压的变化。这种非线性电阻可能给直流精
度和交流失真带来误差。双向CMOS开关可以解决这个问题。导通电阻大幅降低，线性度
也得到了提升。图3底部曲线展示的是改进后的开关导通电阻特性的平坦度。
ADG8xx系列CMOS开关是专门针对导通电阻低于0.5 Ω的应用而设计的，采用亚微米工艺制
成。这些器件可以传导最高400 mA的电流，采用1.8 V至5.5 V单电源供电(具体视器件而定)，
额定扩展工作温度范围为–40°C至+125°C。典型的导通电阻与温度和输入信号电平之间的
关系如图4所示。
基本CMOS开关中的误差源
当一个CMOS多路复用器接至反相求和放大器时，应该注意的是，导通电阻及其作为输入电
压函数的非线性变化将导致增益误差和失真误差，如图22所示。如果电阻较大，则开关漏
电流有可能带来误差。小电阻有利于减少漏电流误差，但会增加因RON有限值导致的误
差
在如图24所示电路中， RON的有限值可能成为重要的误差源。增益设置电阻应该至少是开
关导通电阻的1000倍，以保证0.1%的增益精度。较高的值会带来更高的精度，却会降低带
宽，增加对漏电流和偏置电流的敏感度。
补偿RON的一种更好的方式是使一个开关与反相放大器的反馈电阻串联，如图25所示。不
妨假定，单个芯片上的多个开关在绝对特性和温度跟踪特性方面良好匹配。因此，放大器
在单位增益下具有闭环增益稳定性，因为总前馈电阻和反馈电阻是相匹配的
路过就支持一下，我想楼主应该先看看版规（第22和24条）。{:smile:}
阿莫电子论坛版规(最新更新2019-04-08)，避免ID被封锁必读！
https://www.amobbs.com/thread-5607394-1-1.html
(出处: amoBBS 阿莫电子论坛)
qiufeng 发表于 2020-2-27 23:20
路过就支持一下，我想楼主应该先看看版规（第22和24条）。
阿莫电子论坛版规(最新更新2019-04-0 ...
感谢提醒，有的已经修改不了了
不敢说话了，不知道哪天可能被封号，尽最大努力，能发多少算多少吧。
原计划本周内投版的，食言了，现在正在努力修改原图，五次更改设计，只为那一点点细节，时刻提醒自己，细心再细心。
持续关注中，指标足够的话，我也来一套板子
Vmao 发表于 2020-2-29 16:17
持续关注中，指标足够的话，我也来一套板子
感谢支持！！！！
楼主厉害，最近也迷上了万用表
nb，留着以后慢慢看
数字电路电路有至少15%的容限，而模拟电路必须1uV，1uV的去争取，去考虑，这也是模拟电路的难点和魅力所在。
看来大家还是对手持仪器比较感兴趣，对于软件，不是我的强项，所以把中心放在了仪表本身，等USB版本做成功之后，我会做一个手持仪器版本，锂电池，全触摸屏，带波形显示，软件大家一起来完善。
34401的这个交流补偿技术，值得仔细研究，实在是Nb啊
有文章说，这是一种可编程电容补偿技术，哪位大侠可以解释一下？
对于电压输出，电流输出，电阻输出原理都比较清楚，模拟电容输出，这个还是比较模糊，谁有这方面的资料，可以共享一下
应很多朋友的要求，我把Sigma-delta 调制器ADC的仿真原理图附上
这个仅仅是一个示意性功能仿真，如果要是具体到实际应用，还得仔细斟酌考虑其中的参数，电路也得再优化改进。
支持一下，建议别太纠结硬件成本
Flyback 发表于 2020-3-2 21:11
支持一下，建议别太纠结硬件成本
说的对，成本是一方面，重点还是设计本身。
一件好的产品是需要时间打磨的，请大家给我点时间，还希望能得到大家的支持，毕竟这纯属业余时间的爱好，晚上熬夜到很晚。
PCB已经基本完成，在投版之前，我需要先验证一下ADC的真实的水平，ADC性能达不到，什么都是扯淡
这个贴子相当不错，希望楼主要把这个项目支持做下去，不要难忘烂尾了，到时有套件，我先支持一下。
楼主厉害 佩服
{:biggrin:}开始做没，搬出小板凳学习了
rom 发表于 2020-3-5 09:14
开始做没，搬出小板凳学习了
准备3.15日前投版
厉害了，向楼主学习。
看着高大上，关注一下
hanbing333444 发表于 2020-3-5 18:18
厉害了，向楼主学习。
厉害谈不上，相互学习吧。
strongbaby 发表于 2020-3-6 02:10
看着高大上，关注一下
尽最大能力做好，高大上个还谈不上。
平常心吧，希望越大，失望就越大
印制板已经投版，预计一周回返回，这个期间正在测试ADC的性能
楼主了解的不少嘛，能采用集成的ADC做6位半的不算怎么牛，能够自己搭建积分器实现ADC变化功能从而达到6六半的话，那我就佩服。
追梦达人 发表于 2020-3-11 13:52
楼主了解的不少嘛，能采用集成的ADC做6位半的不算怎么牛，能够自己搭建积分器实现ADC变化功能从而达到6六半 ...
{:cry:} {:cry:} {:cry:} ，勇敢的尝试吧，无非就是费点钱和休息时间
DMM_2020 发表于 2020-2-29 13:51
不敢说话了，不知道哪天可能被封号，尽最大努力，能发多少算多少吧。
原计划本周内投版的，食言了，现在正 ...
真正的技术交流意愿，无意的触犯我想情有可原吧
期待一下，顶一波
kyq_linux 发表于 2020-3-12 15:47
期待一下，顶一波
感谢支持！