Хочу собрать качественный мультиметр - буду рад советам

[sls]

Амплитудное или СКЗ шумов ИОН в спецификации указывается для определённой полосы частот, например 0,1-10 Гц. А у АЦП эффективная полоса может быть задана (и наверняка будет) иная, чем в спецификации. Кроме того, по спектральной плотности мощности шума по частоте ИОНы тоже не одинаковы. Например, ИОН может оказаться с преобладающей 1/f компонентой, и тогда можно интегрировать хоть вечность

и куда крестьянину податься что тут можно сделать, кроме индивидуального подбора ИОН в пару к АЦП по шумам?
P.S. ну или подбора АЦП в пару к ИОН, так как, например, ad588bq и ltc2400 стоят примерно одинаково
по даташиту lm399 имеет полное право шуметь на 50мкВ в диапазоне 10Гц-10КГц, как-то это многовато.
сюда только ФНЧ или есть еще какие-то средства обойти такую грустную историю?

[Mickle]

В интегрирующих АЦП сам интегратор выполняет роль ФНЧ. Так что какой там шум у LM399 в полосе 10Гц-10КГц, не столь уж важно.

[ncp1400]

собирал на STM32F030, MCP3551, опора REF3125/5025 или совместимая по выводам, термостатирование всей измерительной платы, при стабильном входе непрерывное накопление для фильтрации шума, есть вывод CSV в UART:


делитель на джамперах и резисторах С5-60/61 0.01/0.005%, при измерении сопротивления верхнее плечо замыкается, нижнее 1К или 10К, Rx включается ратиометрически между Vref и +входом, при измерении тока верхнее плечо замыкается, нижнее отключается, внешний шунт включается между + и -:


нагрев до 35 за 10..15минут:

[misha8us]

ибо топикстартер возможно не имеет достаточной квалификации, но и направить на путь истинный тоже возможности нет

Я действительно не имею достаточной квалификации в данной области (у меня опыт только в различной автоматике), собственно поэтому и открыл тему на форуме, но что направить на путь истинный нет возможности, то это абсолютно не верно и я в этой теме и в других столько почерпнул, что проект полностью остановил до выяснения всех тонкостей (правда и долгоиграющий капитальный ремонт дома повлиял), так что теперь от первоначальных решений осталось мало что. Самое важное это ИОН и с учётом полученной информации в разных темах поменял опору, в итоге с учётом не только ТКН и возможности получить бесплатно сэмплами, но и шума и термического гистерезиса, выбрал LTC6655BHMS8 (герметичный корпус, ТКН менее 2ppm/C, двойной пиковый шум 0.25ppm 0.1-10 Гц, термический гистерезис 5ppm при изменении от 0 до 70 гр.), что значительно лучше первоначального выбора. Для буферов набрал разные качественные микросхемы (напр., ADA4528-2 и подобные), АЦП остаётся прежним - AD7190 из-за прекрасных характеристик, но вот всё не решил, делать ли по принципу дифференционального вольтметра или нет. Ещё понял, что надо хорошее экранирование, так что решил использовать не пластиковый корпус, а металлический. Ну и нужна хорошая плата, так что потребуется ещё время.

[0xFF]

Есть еще такая штука: LTC1043 - Dual Precision Instrumentation Switched-Capacitor Building Block
на ней можно строить особо точные делители и умножители напряжения, без применения особо точных компонентов.

Еще вариант на ней, можно построить входной каскад где конденсатор будет полностью развязывать входную цепь, синхронизируя переключения конденсатора с АЦП, получим отличный шумодав - но это я так думаю, хотя вроде работать должно ...

LTC6655 - посмотри на долговременный дрифт ... 60 ppm , С ацп при всем правильном включении вытаскивается 24бит при 5Вольт базовых, это 0.3 микровольт на шаг, или корми 5/3 В опорное, получишь 0.1 микровольт на шаг. А термический коэффициент опорного 2 микровольта на градус (если повезет) . Как то класс ацп не совпадает опорным - ну это фигня , потом можно заменить, если все будет правильно.

Я бы модульно делал, плата с опорным напряжением, плата с входными усилителями/делителями, проще экранировать ( из медной фольги делаешь коробочку все закрываешь как пример ВЧ усилители), проще заменить если где ошибся, а не все переделывать ....

[misha8us]

LTC6655 - посмотри на долговременный дрифт ... 60 ppm

Я ошибся в предыдущем посте, я имел ввиду LTC6655 в герметичном безвыводном корпусе LTC6655BHLS8 (без буквы М), у них и дрейф (20ppm) и гистерезис меньше, чем у пластиковых, так что можно реже проводить калибровку.

С ацп при всем правильном включении вытаскивается 24бит при 5Вольт базовых, это 0.3 микровольт на шаг, или корми 5/3 В опорное, получишь 0.1 микровольт на шаг. А термический коэффициент опорного 2 микровольта на градус (если повезет) . Как то класс ацп не совпадает опорным - ну это фигня , потом можно заменить, если все будет правильно.

Не забывайте про шум АЦП, который при усилении 1 (т.е. на максимальном напряжении) даже у такой малошумящей, как AD7190, составляет несколько микровольт полного размаха (от нижнего пика до верхнего пика), усреднением можно несколько улучшить, но будет очень медленно, плюс есть интегральная нелинейность, так что при нормальной скорости даже с AD7190, несмотря на его малый шум и интегральную нелинейность, честно можно сделать только 5.5 разрядный вольтметр, поэтому и решил не использовать термостабилизированные ИОН.

Я бы модульно делал, плата с опорным напряжением, плата с входными усилителями/делителями, проще экранировать ( из медной фольги делаешь коробочку все закрываешь как пример ВЧ усилители), проще заменить если где ошибся, а не все переделывать ....

Именно так и собираюсь делать и уже готовы маленькие платки на отдельные модули, а также имеются готовые маленькие алюминиевые коробочки, вот только ремонт мешает.

[sls]

всегда верил в ltc2400, в особенности когда впереди идущий уже прошелся по всем граблям и аккуратно их поотставлял в сторонку
http://www.paulvdiyblogs.net/2016/09/bu ... meter.html

[Mickle]

К сожалению впереди идущий не только не поотставлял грабли в сторонку, но и расставил много новых Просто диву даёшься, как можно так легкомысленно относиться к проектированию аналого-цифровых устройств. А при чтении про борьбу с помехами вообще вспоминается путь китайских пионеров, которые сами создавали себе проблемы, чтобы их успешно преодолевать.

[sls]

Mickle а если отвлечься от предельно упрощенной входной части и рассматривать только обработку данных с АЦП, его вариант взлетит?

[Mickle]

Не знаю, что там конкретно рассматривать, т.к. в коде я не разбирался. Если применённый автором рекурсивный IIR фильтр, то он нужен только для того, чтобы побороть последствия ошибок в аналоговой части. Сама по себе LTC2400 обеспечивает RMS шума 0,3 ppm, чего вполне хватает для вольтметра со стабильными 6 десятичными разрядами.

[tar]

Мне вот интересно, у ОУ вход же имеет сопротивление, и имея такой делитель на каждом из делений будет своя погрешность из-за внутреннего сопротивления ОУ? и соответсвенно под каждый сегмент делителя нужно рассчитывать программно делитель?

Вопрос туповат но с такими точностями никогда не работал.

[sls]

tar, в ответе Mickle самый первый вариант схемы, потом ее переделали и обошлись без переключений делителя, т.е. один делитель на весь диапазон при входном сопротивлении около мегаома
http://youtu.be/CiTPUmqE3Yg?list=PLUMG8 ... G144Nne9pq

Добавлено after 5 hours 13 minutes:
как обычно, Mickle прав - без такого усреднения оно не взлетает
с ним как бы и взлетает, если качественно откалибровать, но так, очень неспеша и низенько-низенько
на фотке показания совпали, но это случайно, обычно 3-5 ЕМР разницы

Вложения

Millivolt_Meter_Mk2_schematic.pdf

(64.56 KiB) Скачиваний: 339

[zöner]

"прожект" на LTC2400 из EPE

Вложения

arduino 24-bit shield.pdf

(2.27 MiB) Скачиваний: 359

[0xFF]

оно не взлетает

Как бы из моего мелкого опыта ... Если ловить микровольты ...
Питание аналоговое и цифровое разделить , на аналоговое добавить много разных фильтров. и 2000 мкф. Поставленное 10 мкф по питанию как то тускло ... ОУ с одно полярным питанием имеет 30-40дб хуже ( а то и более) подавление грязи итд. Нужно 2-х полярное. Даже если на прототипе собирать, то землю проводочками от каждой точки в одну общую. Аналоговая земля отдельно, цифровая отдельно . Конденсаторы шунтирующие в правильном месте итд ... Цифру и аналог разнести подальше , физический. Выход образцового источника я бы зашунтировал конденсатором , будет меньше шумов ...

[sls]

0xFF, там у забугорного гражданина самое ценное это обработка-усреднение данных
а железо для микровольт, понятно, что на макетнице не делается, платку лепил для проверки, насколько хорошо делят на 3 и 4 свежие ltc1043

[0xFF]

о! это интересно, и что получилось ?

[sls]

8 из 10 уложились в даташит в хорошим запасом, одна совсем на грани, еще одна не завелась.
если нужны цифры, скажите, просто перенабивать лениво

[DWD]

Всё таки озвучьте цифры, пожалуйста.
А то понятие "с хорошим запасом" у всех разное.

[sls]

входное 10.00006В (lm399ah+op97f) по даташитной схеме portable calibrator
3,33334-3,33335 8 штук, одна дала 3.33358, одна не запустилась
замеры делались домашним k2000, поверка конец февраля, перепроверялись рабочим имуществом от того же производителя с цифрой 2001
цифр деления на 4 сейчас под рукой нет, там примерно такая же картина

P.S. вру, не такая же
не нашел результатов четвертования с mks 02, которые стояли в платке с делителем на 3, есть только с mkp10, с которыми пришлось подкручивать буферный ltc1050, сорри.

update: протравил двустороннюю платку под делитель на 4 и разные типы конденсаторов.
желтая трухольная керамика дает ошибку деления >100 ppm, mkp10 в экране до 5 ppm, с mks2 погрешность замерять не удалось.

[0xFF]

Приехали сэмплы с линеар всего по 2 единицы: Базовый суповый набор

LTC2410
LTC2368-24
LTC6655B-5
LTC2052
LTC2051

Теперь самое главное правильно приготовить .... Хреново что повар из меня никакой ....