使用 ICL7129 测量 uV 电压 实实在在的高精度:分辨力达 10uV 在许多网站上, 看过许多标题打着"高精度"测量电压的文章,非常高兴,准备"享受一番",可是一看内容,却不是那么回事.本来,"高精度"就没有什么界限和标准,就像松明火把---煤油灯---白炽灯----日光灯---太阳灯....的发展一样.都可以叫做"更好的照明"! 过去,使用例如 ADC0804,ADC0809 一类芯片,实在对模拟到数字转换起过划时代的作用.随着时代的进步,这种 8 位分辨力就不能满足许多场合的测量精度要求了.于是,紧跟着,10 位,12位,16位,甚至更高的更强大的 AD 转换电路和芯片就层出不穷了! 按照我们的经济能力和"勤俭持家"的作风,许多上百元以上的芯片是很少人问津的,也实在很难在产品电路板上看见它们的踪迹!就像月亮上的嫦娥仙子一样,谁也没有在人间见过她! 但是,价格低廉的 ICL7106/7,ICL7135,以及稍为有点"上台阶"价位的 ICL7129,却是比较常见的.在许多产品电路里,例如数字万用表里,就可以经常看见它们大显身手的身影! 在标准应用电路里,ICL7106/7 的最大分辨力=100uV,满度显示 2000 个字.ICL7135 虽然分辨力也是 100uV/字,但是它允许输入 2.000V 信号电压,而且满度显示 20000 个字,咋一看,2 万个字,挺厉害的,可是分辨力与 ICL7106/07 是相同的.尽管有许多参数指标会好于 ICL7106/07,可是,基本的分辨力并没有提高.如果信号源变化 20uV 的话,正常理论下它是毫无反应的! ICL7129 在选择 200mV 工作时,其分辨力就可以达到 10uV ,这样,当信号源变化 20uV 的时候,它就会变化至少 1 个字,至多 3 个字.----这就是实实在在的比 100uV/字的来说为"高精度"! 说明:这里所说的分辨力,均把所有"外部放大"排除在外,仅仅允许芯片直接输入信号电压,而后看看它们能够分辨的最小电压变化. 我们测量一个 49.3mV 的电压,这里,数字万用表就达到了 100uV/字的分辨力,而使用 ICL7129 进行测量,读数却是 49.34mV ,它最后的数字,就是 10uV/字的分辨力. file:///D:/我的文档/实实在在的高精度分辨力达%2010uV.files/v7129x.jpg 回过头来说一下有些输入 5V 显示 255 的 8 位 AD 转换芯片,理论上,它的分辨力是 5000/255=19.61mV/字.就是说:这个芯片如果测量信号变化引起结果变化一个字的话,ICL7129 就会变化多达 19610/10=1961 个字!达到 1:1961 的比列关系. 按照 ICL7129 满度显示 20000 字的推论,大致落在不足 14 位 AD 转换的范围.它与 8 位对比着看,相差是 6 位,再按照每位*2 的推算,8*2*2*2*2*2*2=512,相差 512 倍.它远比刚才计算的 1:1961 少啊!这是为什么呢? 原来,我们通常说多少位多少位,就是没有顾及最大输入信号电压这个参数. 5V 的 8 位与 0.2V 的 14 位,绝对不是简简单单的 512 倍问题,因为它们的最大输入信号就相差 5/0.2=25 倍的问题.(ICL7129 工作在 200mV 量程时.)-----所以,如果要更确切的得到一个AD 转换电路的"精度"(不等于分辨力,但是首先要求分辨力≥精度).就是不是应该有一个 xmV/字 或者 xuV/字的标注,才好理解和比照. 至于利用放大器预先放大,使得分辨力高达 1uV/字或者更加高,那是另外一回事.这里就讨论不要任何外部放大器,(包括一些芯片内部的可编程放大器也不要用,让它旁路通过或者放大倍数=1). 下面是使用 ICL7129 的相关知识和液晶屏幕的参数.仅供参考. |