外行博士老板问我设计电路的精度问题

只看该作者 · 2012-7-23 15:38

小弟是个菜鸟，在二姨家是一直潜水膜拜学习着。最近公司有个交叉学科的项目，涉及到化学机械电子，我和一个同事负责电子这块，这块比较简单，就是对微弱信号（5uA左右）的采集和处理，我们用运放搭了I/V转换，二阶低通滤波，电压跟随，最后把信号送到单片机内部12位AD，这就是我负责的大部分内容了（似乎简单了些，让大侠见笑了）。
在项目会议上外行的老板就提出了问题，我们电子这块怎么保证精度的，也就是说你们设计的这些凭什么是最合适最恰当的，当然我们会说“器件的考虑啊，经典的设计思路啊，滤波前后的效果啊。。。。。。”但老板就说要我们拿出数据说话或者有个标准的仪器来校准你的设计，这一下懵了。。。。。
小弟十足是个新手，希望有经验的前辈不吝赐教，感激不尽。。。。。。

只看该作者 · 2012-7-23 15:48

他说的没错。。没有较准仪吗。。或者你们以什么标准来较准这个信号的了。。。

只看该作者 · 2012-7-23 15:56

我也一直疑惑这一点，同样求学习，如何理论上得到所设计电路的精度误差。

1万 · 2012-7-23 16:46

5uA信号可以简单用2.5V稳压源串220K固定电阻 + 220K可调电阻、微安表提供，校准仪表就是合适的微安表
如果准度要求比较高，考虑的东西就多了

2万 · 2012-7-23 17:11

外行的人，提的问题还是内行的，这就是普遍的科学原理。
你要做一个东西，自然要考虑如何校准，如何测试。

只看该作者 · 2012-7-23 17:29

校准在运放反馈端加个可调电阻。用来校准你看如何。前提是你要有个标准仪器，来帮你校准。否则你怎么做？除非你是神.

在精密的东西也还是有误差的，累积在一起可就不是一个小的误差了。

只看该作者 · 2012-7-23 18:18

谢谢楼上前辈们的热心回答，其实这个问题简单点表述就是：微弱直流信号（传感器出来的，频率几赫兹而已）---->单片机AD值，这个过程电路的精度是多少。
整个过程下来似乎没找到什么校准的仪器和方法，我们试过在单片机（内部带AD）前端接万用表，然后换算成AD值与单片机最终显示的AD比较（当然这只校准了一部分，而且与用的万用表精度关联，我们用的是安捷伦的最小可以测到0.1mV）。
现在项目细致的指标没有，只有整个系统的精度指标，我都不知道要做到什么精度才是合理的。初出茅庐，很多不懂，望大家帮忙。。。。。

1万 · 2012-7-23 18:27

说明你们老板不外行，是你还没入行，工程设计都是这样的，写写算算才能给出指标。精度到什么程度，要看你应用的需求，比如你要测10V电压，基本的精度就是1V

只看该作者 · 2012-7-23 19:45

8# NE5532 谢谢版主大人给的提醒，我会加强在这方面的学习。
由于项目是老板自己的想法，他只在最终系统精度上给出了<15%，而这其中包括机械精度和化学精度，那如何去确定电路设计这块的精度呢？
ps:我们团队临时组建，核心牛人没有，设计经验也都少，在摸索前进。望版主给点建议，或许您的一点建议可以让我们少走很多弯路，快快成长起来，。。。。:)

1万 · 2012-7-23 20:23

我的建议就是，搞清楚自己要做什么，任何数据有依据，不是谁想做什么就是什么的，你非要把精度做到ppm级别也可以，拿钱来换就是了。

只看该作者 · 2012-7-23 20:28

通过详细的误差分析之后，你就可以得到你所设计的电路的精度指标（准确度、线性度、不确定度等），如果都得等到实际电路来检测，有点迟了。

2万 · 2012-7-23 21:01

就是要看你设计的标准时什么。。。
你得拉出来给他看看

只看该作者 · 2012-7-23 21:57

本帖最后由 elec921 于 2012-7-23 22:04 编辑

说一点你参考，不一定对，权当抛砖引玉吧~！

考虑最坏情况：
12位ADC理想误差 0.0244%，假设DNL≤1LSB无失码，低频应用看INL 比如2LSB，则减1位，误差0.048%，这个不能校正
假设ADC失调5mV，参考电压2.5V，动态范围去掉8~9LSB，综合考虑增益误差，假设都校正后动态范围总丢掉20个LSB。
再假设增益误差漂移25ppm/摄氏度，40度温升,，40*25/1000000 = 0.1%，这个不能校正
假设信号接近直流，SINAD接近理论最大值，不造成误差。
设内部参考电压漂移25ppm/摄氏度，温升40度，误差25*40/1000000 = 0.1%，这个很难校正。
设参考电压噪声500uVpp，则误差=0.02%，这个不能校正。
ADC部分总误差约为0.1%+0.1%++0.02%+0.048% = 0.268%，分辨率：2.5V/（4096-20） = 0.61mV。

再算前端放大器，主要还是偏置、失调、噪声、温飘指标，当然电阻引起的噪声、漂移也要计算进去，
最前面是传感器，当然也有误差。

计算是简单的，要尤其注意前端放大电路的、电源、以及PCB的设计，否则，你的信号一下就被淹没在噪声里了。

你可以慢慢算。

1万 · 2012-7-23 22:03

理论是用来指导实践的，
但是也不能盲目的相信理论，
理论，理想的结论，总会有你想不到的意外
涉及到风险失效模型分析的话……越是外行，提的问题越是容易被内行忽略掉……

只看该作者 · 2012-7-23 22:12

通过二姨家xielintian和楼上众位的释疑，我顿时明白了很多（这几天好好消化一下，呵），大家的这种点拨最让我们年轻电子工程师受益，非常感谢！！:victory:

1万 · 2012-7-24 06:25

外行看热闹，内行看门道~~~

可以断言，你们博士老板或许对LZ做的这一块是外行，但经典的管理操作思路却是内行，是包医百病的良药。

1万 · 2012-7-24 07:39

是的，这个老板对产品开发管理在行
根据你的责任，必须通过13楼的计算或同类电路指标说明来做设计。
在适当阶段，还应通过某种测试来验证是否满足设计任务的要求。

只看该作者 · 2012-7-24 08:07

学习

只看该作者 · 2012-7-24 08:20

楼上的都清楚，外行的不是你老板。

只看该作者 · 2012-7-24 08:53

确实是需要实在的计算

外行博士老板问我设计电路的精度问题

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