要设计一个精度为0.1%的AD前端的模拟电路(后端接16位AD芯片)

只看该作者 · 2013-7-15 14:31

本帖最后由 niuyi 于 2013-7-15 15:22 编辑

要设计一个AD前端的模拟电路(后端接16位AD芯片，AD采样率25K/200K)，要求如下：
1、4M欧姆阻抗输入
2、能测量1-1000V AC 50/60HZ 正玄交流电
3、精度0.1级, +-0.1%,分辨率0.01V
4、可以对1-1000V分档位测量
5、带宽要求，40HZ - 300KHZ

各位高手，这个电路我弄了2个星期，没弄出来，请有识之士不吝指教！

注：5个要求必须时满足。

这是我做得电路：

问题：
测量AC 30V以下时，就在漂了
认为电阻在低压的时候漂的厉害。
保证供电没问题
保证运放更没问题
因为单独接电阻分压，都飘得厉害。

单独测量电阻分压特性：

当用4M:400K比值加5V电压的时候，
加直流电压，一点儿也不漂
加交流电压的时候，漂的很大
原因：可能是电阻在加交流电压的时候，阻值（内部电子流的变化、或者带有可变容性或者感性阻抗）在变化。
排除电路部分振荡的原因，因为单单实验电阻，不接入电路，就有上述结论。

在同样环境和条件下，改变频率：
>100Hz 不漂移
0.01 - 100Hz 随着频率的不同，有不同程度的漂移
0Hz直流不漂移

1万 · 2013-7-15 14:37

先贴出你的图来看看

3万 · 2013-7-15 14:37

“可以对1-1000V分档位测量”
自动还是手动？

1万 · 2013-7-15 14:38

这个你明显至少要分2档来显示的
否则精度0.01V 1000V 65536 不够用的

只看该作者 · 2013-7-15 14:45

精度是0.1%，分辨率是0.01V。就是说当你测量10V的时候要显示到0.01V，当你测量1000V的时候显示到1V变化就可以了。

精度是0.1%，是指把电压固定到例如10V上，你测量出来的值变化范围：
10+10*0.1% > 测量值 > 10-10%0.1%

3万 · 2013-7-15 14:55

niuyi 发表于 2013-7-15 14:45
精度是0.1%，分辨率是0.01V。就是说当你测量10V的时候要显示到0.01V，当你测量1000V的时候显示到1V变化就可 ...

精度是0.1%，分辨率是0.01V。就是说当你测量10V的时候要显示到0.01V，当你测量1000V的时候显示到1V变化就可以了。

这不是瞎扯么？哪有这么说的？

只看该作者 · 2013-7-15 14:57

我们的产品经理就是这么要求的。

3万 · 2013-7-15 14:59

niuyi 发表于 2013-7-15 14:57
我们的产品经理就是这么要求的。

那么，你问你们的产品经理去吧。

只看该作者 · 2013-7-15 15:00

不讨论这个不关紧要的分辨率问题吧？精度要求达到0.1级。这个是核心要求。

只看该作者 · 2013-7-15 15:11

我更新了问题，请大侠分析一下？

只看该作者 · 2013-7-15 16:22

>100Hz 不漂移
0.01 - 100Hz 随着频率的不同，有不同程度的漂移
0Hz直流不漂移

会不会是，接地的问题？

只看该作者 · 2013-7-15 17:26

动态范围太大，16位AD不够用啊。

1万 · 2013-7-15 17:57

要做高精度就尽量不要使用模拟开关。

只看该作者 · 2013-7-15 21:48

其它都不难，就是这条很复杂"5、带宽要求，40HZ - 300KHZ AD采样率25K/200K"

1万 · 2013-7-15 23:06

adc采集才200K，带宽300K，有必要？

1万 · 2013-7-15 23:06

采用高精度互感器。

1万 · 2013-7-16 05:54

看了这张电路图，有点整不明白！
1000VACC输入，直接用反向放大器处理，运放能长时间可靠工作嘛？

1万 · 2013-7-16 05:58

niuyi 发表于 2013-7-15 14:45
精度是0.1%，分辨率是0.01V。就是说当你测量10V的时候要显示到0.01V，当你测量1000V的时候显示到1V变化就可 ...

精度是0.1%，应该是指若用3位半表头显示时，最后位允许+/-2跳动。而不是"分辩率是0.01V"

只看该作者 · 2013-7-16 09:57

1、首先没搞懂你是是否需要测直流，
如果不用测直流，那使用交流耦合，运放的直流漂移什么的基本不用怎么考虑了
2、如果继续使用现在的结构，那么直流漂移你是如何抵制的？
(1)、输入偏置电流运放的Iib*4M = ?? 如果用双极型运放，Iib为nA级，光这个误差就不小了吧
(2)、Vos = ？
(3)、dVos/dt = ？
3、从模拟开关前面取信号就可以消除模拟开关电阻的影响了
4、因为测量的是大信号，电路的增益较小，给定增益带宽积运放，可以得到较大带宽，300K不是问题

5、那一堆电容，对于50HZ输入，真的有必要，有副作用不？

只看该作者 · 2013-7-16 10:17

nongfuxu 发表于 2013-7-16 05:54
看了这张电路图，有点整不明白！
1000VACC输入，直接用反向放大器处理，运放能长时间可靠工作嘛？ ...

你好，对于1000V输入：
1、4M分为2016封装的4个1M串联，这样每个伤得电压分压到250V，或者8个500K串联，分压得到125V，根据功率计算，符合要求
2、不论切换到那个档位，都有D31,D32两个稳压管，正反向击穿限压，保护运放和电子开关芯片

要设计一个精度为0.1%的AD前端的模拟电路(后端接16位AD芯片)

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