關(guān)于“幾位半”萬(wàn)用表的半位含義及其它萬(wàn)用表的基本原理性問(wèn)題

1、鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù)文檔編號(hào)：HWTT0007鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù)文檔編號(hào)：HWTT0007關(guān)于“幾位半”萬(wàn)用表的半位含義及其它萬(wàn)用表的基本原理性問(wèn)題 萬(wàn)用表的初學(xué)者汪進(jìn)進(jìn)和錢(qián)大師的對(duì)話文檔編號(hào)：HWTT0008【鼎陽(yáng)硬件智庫(kù)原創(chuàng)丨測(cè)試測(cè)量】關(guān)于“幾位半”萬(wàn)用表的半位含義及其它萬(wàn)用表的基本原理性問(wèn)題萬(wàn)用表的初學(xué)者汪進(jìn)進(jìn)和錢(qián)大師的對(duì)話進(jìn)進(jìn)按語(yǔ)：我問(wèn)過(guò)很多人，萬(wàn)用表的半位是怎么理解的？第一次問(wèn)這個(gè)問(wèn)題是2004年剛直到可以看出我的天資是何等的愚我們期望持續(xù)真誠(chéng)的呼吁能喚起人O就是由己及人的這么一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的純粹的想法!閱讀原文錢(qián)大師IE們分享的熱誠(chéng)，愿意將私藏的干貨共享到鼎陽(yáng)硬件智庫(kù)的東西，獲

2、得的資料很多，但很多資料都會(huì)令人失望。好的資料收藏在每個(gè)大師的公共大硬盤(pán)”上笨哦！這過(guò)程中我搜索了一些萬(wàn)用表的資料，但是您會(huì)發(fā)現(xiàn)搜索很多基礎(chǔ)性的點(diǎn)擊這篇微信最下方的些資料。陽(yáng)硬件智庫(kù)中開(kāi)設(shè)“干貨下載”板塊的初衷。歡迎您的原始創(chuàng)作，也歡迎推薦您收藏的干貨文檔。開(kāi)始賣(mài)示波器的時(shí)候，我問(wèn)一個(gè)以萬(wàn)用表為最驕傲產(chǎn)品的公司的銷(xiāo)售人員。查看我們的投稿征文啟事，了解相關(guān)細(xì)節(jié)。我加入鼎陽(yáng)后問(wèn)錢(qián)大師才算搞明白這個(gè)問(wèn)題了。我在學(xué)習(xí)其它很多新知識(shí)的時(shí)候也有過(guò)這樣的體驗(yàn)。這也是我們?cè)诙τ布铩ｅX(qián)大師給我的資料看起來(lái)就很過(guò)癮的，但之前我就是沒(méi)有搜索到他的這汪進(jìn)進(jìn)：萬(wàn)用表的幾位半的半位原理上怎么理解？哪篇文章對(duì)這個(gè)有很好的

3、解釋?zhuān)恐皢?wèn)過(guò)一些人，解釋得我還是很迷糊，只能請(qǐng)教您這樣大師級(jí)人物了:-)還望不吝賜教！鼎陽(yáng)硬件設(shè)計(jì)與測(cè)試智庫(kù)文檔編號(hào)：HWTT0007關(guān)于萬(wàn)用表位數(shù)，尤其是半位的說(shuō)法，下面是某培訓(xùn)文檔里的一個(gè)頁(yè)面，看一下就明白了。簡(jiǎn)言之，讀數(shù)的最高位不能達(dá)到 09滿刻度的，最高位就只能算一個(gè)分?jǐn)?shù)位，如果統(tǒng)稱(chēng)的話，都可以稱(chēng)半位，如果具體一點(diǎn)，有 1/2位，2/3位，4/5位，。8/9位。譬如說(shuō)圖中的 4 1/2 位的F87V,4 4/5 位的F187, F189，都可以統(tǒng)稱(chēng)為4位半，但其實(shí)精度還是有區(qū)分的。更精度的描述萬(wàn)用表位數(shù)的其實(shí)還有一個(gè)count數(shù)的表述，就是下面圖中的讀數(shù)一欄的指標(biāo)。譬如F187的co

4、unt數(shù)是50000，F(xiàn)87V的count數(shù)是20000.我們的萬(wàn)用表 count數(shù)是240000.即從000000239999。另外，萬(wàn)用表的位數(shù)是萬(wàn)用表的一個(gè)標(biāo)桿性的指標(biāo)，如同示波器帶寬。是否是5位半或6位半的萬(wàn)用表，并不是看它顯示的是多少位，而是看實(shí)際的有效位能否做到，它是綜合了萬(wàn)用表實(shí)現(xiàn)中的ADC有效分辨率，機(jī)器的本體噪聲，線性度，各種溫漂，各種校準(zhǔn)方法，甚至溯源的基準(zhǔn)等等的一個(gè)綜合性的指標(biāo)。一般直觀判斷最簡(jiǎn)單的辦法就是當(dāng)短路輸入時(shí)，面板顯示必須只能是最后一位允許跳動(dòng)。如果最后有兩位 跳動(dòng)，那顯然最后一位即使顯示也沒(méi)有什么意義了。從應(yīng)用來(lái)講，萬(wàn)用表測(cè)量屬于低頻、精密測(cè)量，所測(cè)信號(hào)的頻率

5、范圍一般比示波器低許多，主要是直流測(cè)量，交流測(cè)量頻率范圍一般1Mhz以下。但精確度比示波器高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，從核心器件講，一般臺(tái)式萬(wàn)用表采用的都是 24位的ADC比示波器位數(shù)高出很多，但采樣速率低很多。萬(wàn)用盍顯示計(jì)跟.顯亍電埶UQFS7V：匚位半的萬(wàn)用盍可耳示的宇教達(dá)20000-t-旗號(hào)程總示讀欹為19娥.1.JJJJip ;it數(shù)說(shuō)不，萬(wàn)用表的皿示位煎航創(chuàng)惶甑顯屁喘吮叫濟(jì)P逼示從口一$申所有數(shù)字她Ifc稱(chēng)整位St藥他軌稱(chēng)半仏f畫(huà)更證皿弼rias,満丘匪示讀數(shù)為4泗已 叩四垃半時(shí)舟月袁.型號(hào)F15B/ 3TEFillFU2F173F177F179F87VFiarF1891000600060006

6、0 0060006M0200005000Q500DD99959&95999599959995999199994999913999位數(shù)2位3s/5位3小位3 s位3 5苗位1護(hù)位他半4軒5竝顯示也數(shù)影響測(cè)量結(jié)果的分辨力凹拡屋電劉電匕茁*目避加2位製字刃用表貳戢宥位扭亡或1對(duì)于監(jiān)并或3如；電壓馳比只龍用三咳顯示，勢(shì)翳率為1虞冃二和癥的數(shù)子可冃式尹測(cè)呂電巖電壓，原為位可氏顯示S利冃四顯示.分辨率為口；譏 此時(shí)鬥刊冒分無(wú)力與引吃位骯FE7V相同汪進(jìn)進(jìn)：抱歉，我天資愚笨，喜歡問(wèn)一些低級(jí)問(wèn)題哦。最近在開(kāi)始學(xué)習(xí)萬(wàn)用表，問(wèn)題好多。1 ，你談到的count數(shù)和ADC位數(shù)之間是什么樣的關(guān)聯(lián)？2，ADC位數(shù)

7、是24位，不管是幾位半的萬(wàn)用表嗎？ADC的采樣率一般具體是多少 ？3，0.0000004%的精度，這個(gè)溯源過(guò)程是很恐怖的？有沒(méi)有校準(zhǔn)方面的基本知識(shí)科普一下？4 ，有一位是不確定的位，按道理應(yīng)是小數(shù)點(diǎn)后面的最后一位，就像一個(gè)毫米刻度尺，不確定的應(yīng)該是小數(shù)點(diǎn)的最后一位。為什么是最高的那一位整數(shù)位不確定，是半位呢？ 這和ADC的 LSB的概念是怎么關(guān)聯(lián)的？5，怎么計(jì)算出是 1/2位還是4/5位？錢(qián)大師：呵呵，你的問(wèn)題一點(diǎn)不簡(jiǎn)單啊，看似低級(jí)，其實(shí)都是問(wèn)題的要害和本質(zhì)，這個(gè)理解透了，產(chǎn)品怎 么做出來(lái)就不難理解了。我試著回答下，看能否說(shuō)清楚。（見(jiàn)藍(lán)色回復(fù)）1 ，你談到的count數(shù)和ADC位數(shù)之間是什么樣

8、的關(guān)聯(lián)？count數(shù)是一個(gè)整機(jī)指標(biāo)，譬如我們的5位半，count是240000，基本上就是一個(gè)有效分辨率的意思，就是說(shuō)對(duì)于一個(gè)典型的電壓檔位，譬如說(shuō)2V檔位，考慮超量程，實(shí)際上該檔位可測(cè)到2.39999V，就是每個(gè)count對(duì)應(yīng)0.00001V，即10uV,也就是說(shuō)count數(shù)就是一個(gè)滿量程可分為多少份，同樣是5位半，如果是120000 count，量程仍然是02.4V，顯然每一份就是 20uV,也就是說(shuō)有效分辨率只能達(dá)到20uV,同樣是5位半，這兩種萬(wàn)用表的規(guī)格就有具體差別，所以說(shuō)count比位數(shù)更精確。ADC的位數(shù)是指萬(wàn)用表核心的器件ADC的有效位寬，但 ADC只是產(chǎn)品信號(hào)鏈路中的一個(gè)環(huán)節(jié)

9、，整個(gè)信號(hào)鏈還包括前級(jí)的放大衰減，多路開(kāi)關(guān)等調(diào)理環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)都會(huì)引入噪聲，從而使整個(gè)產(chǎn)品測(cè)量鏈路的 整體有效位數(shù)大打折扣。譬如5位半的萬(wàn)用表其實(shí)對(duì)應(yīng)的有效二進(jìn)制位應(yīng)該18,9位就夠了，但即使 24位的ADC如果其他部分的噪聲很大，實(shí)際上也未必能做到5位半的效果。但顯然用一般示波器8位ADC去做，那從理論上就不可能做成5位半的萬(wàn)用表了。這個(gè)就是整體和部分的關(guān)系，系統(tǒng)指標(biāo)和器件指標(biāo)的關(guān)系。2, ADC位數(shù)是24位，不管是幾位半的萬(wàn)用表嗎？ADC的采樣率具體是多少 ？這個(gè)我表述有問(wèn)題，我主要針對(duì)5位半或6位半的臺(tái)式表而言的，不包括那些手持萬(wàn)用表，因?yàn)橐话闶殖值囊簿褪?位半或最多4位半，用個(gè)14位或

10、16位的一般就足夠了，而且一般不是分立器件方案，一個(gè) soc搞定的。一般萬(wàn)用表的 ADC采用的是sigma-delta 型的ADC這種ADC和一般SAR型高速ADC不一樣, 采用的是所謂過(guò)采樣的原理，采樣速率和數(shù)據(jù)產(chǎn)生速率相差很大，這種ADC的采樣率我們一般指數(shù)據(jù)速率，一般最快也就多少 K而已。具體譬如說(shuō) AD7190,在19位有效位時(shí)速率是 4.8Khz，24位時(shí)最多78hz。3，0.0000004%的精度，這個(gè)溯源過(guò)程是很恐怖的？有沒(méi)有校準(zhǔn)方面的基本知識(shí)科普一下？這個(gè)精度太高了，可能沒(méi)有這個(gè)吧，7位半8位半的精度了。目前業(yè)界最高的應(yīng)該就8位半萬(wàn)用表，一般也就那些計(jì)量部們或?qū)嶒?yàn)室用了，那個(gè)溯

11、源可能就是用國(guó)家基準(zhǔn)了，就一般我們的5,6位的產(chǎn)品而言，用個(gè)F公司的校準(zhǔn)器就可以了，因?yàn)樗臇|西理論上是更高標(biāo)準(zhǔn)校檢過(guò)的。4，有一位是不確定的位，按道理應(yīng)是小數(shù)點(diǎn)后面的最后一位，就像一個(gè)毫米刻度尺，不確定的應(yīng)該是小數(shù)點(diǎn)的最后一位。 為什么是最高的那一位整數(shù)位不確定，是半位呢？ 這和ADO的 LSB的概念是怎么關(guān)聯(lián)的？這個(gè)不是說(shuō)最高一位不確定，可以理解成測(cè)量范圍擴(kuò)大了，1000count的萬(wàn)用表，如果分辨率1mV則最多能測(cè)到0.999V，而2000count的，就能測(cè)到1.999v.ADC的LSB相當(dāng)于器件的有效分辨率，而count或有效位是整體指標(biāo)，正如1所描述。5，怎么計(jì)算出是 1/2位還是

12、4/5位？這個(gè)就是要指明 count數(shù)了，譬如 60000COUnt就是4 5/6 位，20000count就是4 1/2 位。汪進(jìn)進(jìn)：我們采用24位的ADC,理論上count可以達(dá)到16777216 ，但實(shí)際上可能因?yàn)榉糯笏p，多路開(kāi)關(guān)等 因素引入的噪聲，使得最終的ENOB只有17，18位，所以count是240000。可以這樣理解嗎？錢(qián)大師：是這個(gè)意思。謬SP潮護(hù)庫(kù)汪進(jìn)進(jìn):另外，我們鼎陽(yáng)5位半的臺(tái)式萬(wàn)用表 SDM3055有慢速，中速和快速模式，這些不同模式分別在算法上是什么區(qū)別?。恐皇瞧骄惴ǖ牟蓸哟螖?shù)不一樣，還是有其它什么講究？這種快和慢的模式，在每家萬(wàn)用表上面是統(tǒng)一定義的嗎？錢(qián)大師：三種模式下，主要是 ADC的配置不同，體現(xiàn)在采樣速率，建立