Quelle est la hauteur des exigences pour obtenir un multimètre numérique à 7,5 chiffres ?
De nombreuses applications d'instrumentation nécessitent une grande précision, telles que les multimètres numériques (DMM), les compteurs étalons triphasés, les calibrateurs d'instruments de terrain, les systèmes DAQ de haute précision, les balances électroniques/balances de laboratoire, les instruments géophysiques sismiques et les compteurs sources (SMU)/unités de mesure de puissance (PMU) dans les équipements de test automatique (ATE). Ces applications nécessitent une très grande précision dans la mesure des signaux CC ou CA basse-fréquence, et dans la plupart des cas, les composants pertinents utilisés pour mettre en œuvre la sélection des applications doivent avoir un faible INL, une haute résolution, une bonne stabilité et une bonne répétabilité. Parmi toutes ces applications, le DMM est la plus représentative.
Afin de construire des multimètres numériques avec sept bits et demi ou une précision supérieure, l'industrie utilise généralement des CAN intégraux multi-pentes basés sur des composants discrets. Bien que ce type d'ADC puisse garantir une précision de mesure raisonnable, sa conception et son débogage sont assez complexes, c'est pourquoi de nombreux ingénieurs utilisent des circuits intégrés ADC commerciaux pour compléter la conception. Au cours de la dernière décennie, les CAN ∑ - Δ 24 bits disponibles sur le marché ont été largement utilisés dans la conception de multimètres numériques à six bits et demi. Pour obtenir une précision et une linéarité de sept bits et demi, des CAN plus performants doivent être utilisés. Un autre défi vient de la source de tension de référence, qui nécessite des circuits de conditionnement de signal externes complexes pour obtenir une dérive de température ultra-basse pour les sources de tension de référence à diode Zener profondément enfouies.
Cet article présentera une solution de chaîne de signaux de haute-précision construite par un CAN SAR INL faible, une source de tension de référence de précision à dérive à très basse température entièrement intégrée, un réseau de résistances d'adaptation à quatre canaux et un amplificateur à faible bruit-à dérive nulle. L'analyse théorique et le calcul de la précision contenus dans l'article peuvent servir de référence et d'orientation pour la conception et les tests pratiques de circuits.
