測試儀器儀表的選擇很重要，能夠正確有效的選擇測試儀器儀表，對于提高我們對測試儀器儀表的利用率有很大影響。那么，究竟選擇測試儀器儀表的指標有哪些呢？下面我們以示波器為例來做介紹。 　　提到數(shù)字示波器，很多用戶可能都知道它的一些傳統(tǒng)指標，比如帶寬，采樣率，存儲深度等等，在選型的時候根據(jù)指標比數(shù)大小，以為數(shù)大的就比數(shù)小的好其實不然!要想真正了解數(shù)字示波器，就必須深入洞察隱藏在標稱的指標背后產(chǎn)品的真正性能和質(zhì)量，就像有不少消費者在選購數(shù)碼相機的時候往往很在意像素數(shù)，其實除了這個數(shù)之外，還有很多(更)重要的指標是需要我們考慮的。 可擴展性、支持的通信標準數(shù)量、測試精度、動態(tài)范圍和解調(diào)帶寬等參數(shù)都很重要。未來的基站可能向雙模和多模演進，很多都已經(jīng)具備多模功能，如GSM和WCDMA雙模，如果儀器支持的通信標準多，那么需采購儀器的品種和數(shù)量就大大減少。另外，隨著3G、LTE等技術的出現(xiàn)，對測試儀器儀表提出了更高的要求，高測試精度、大動態(tài)范圍和大解調(diào)帶寬的儀器就更加受到青睞。移動通信技術發(fā)展很快，目前中國還沒有大量商用3G，而LTE，作為WCDMA和TD-SCDMA的后續(xù)技術，已經(jīng)快推出原型機了。網(wǎng)絡運營商可能會加快新的技術的引入，這對基站和終端生產(chǎn)廠商確實是挑戰(zhàn)：他們現(xiàn)在購買的測試儀器儀表必須具備很好的擴展性，能方便地升級到未來技術，這樣才能更大限度保護廠商的投資。 　　比如，羅德與施瓦茨公司的信號源、信號分析儀和綜合測試儀都支持幾乎所有的通信標準，并在設計上考慮到了未來幾年的測試需要(常見的需求是解調(diào)帶寬)，對于新的通信標準，一般只需升級軟件就可以實現(xiàn)。 　　另外，示波器的帶寬、采樣率等都是示波器的常見參數(shù)。示波器帶寬由于制造與研發(fā)技術的發(fā)展，使示波器帶寬能夠得到修正和補償。但這些修正和補償未嘗都是好事一樁，有些客戶并不希望這些技術帶入到測試中去，他們更需要原始的測試數(shù)據(jù)，比如雷達實驗。目前泰克在1G～2G全系列示波器家族中，提供純硬件的示波器，示波器帶寬是真實的。泰克的前端技術可以保證將示波器的硬件前置放大器做的足夠好。采樣率是ADC的指標。捕獲率參數(shù)反映的是一個內(nèi)存管理的(是否能夠在保存的信號中找到所需的信號)的概念。泰克采用的是分段式管理，在信號跳變時保存信息。包括Inspector等方法。 　　現(xiàn)在電子工程師更加關心選購的儀器是否能真正解決測試中碰到的實際問題，解決問題才是示波器的真正價值所在，而不是羅列冷冰冰且并無太大實際意義的硬件指標。 　　選擇測試儀器儀表，要綜合以上各種因素來權衡考慮，所以說，對于測試儀器儀表的選擇上，也是有學問的。 　　測試儀器儀表的選擇很重要，能夠正確有效的選擇測試儀器儀表，對于提高我們對測試儀器儀表的利用率有很大影響。那么，究竟選擇測試儀器儀表的指標有哪些呢？下面我們以示波器為例來做介紹。 　　提到數(shù)字示波器，很多用戶可能都知道它的一些傳統(tǒng)指標，比如帶寬，采樣率，存儲深度等等，在選型的時候根據(jù)指標比數(shù)大小，以為數(shù)大的就比數(shù)小的好其實不然!要想真正了解數(shù)字示波器，就必須深入洞察隱藏在標稱的指標背后產(chǎn)品的真正性能和質(zhì)量，就像有不少消費者在選購數(shù)碼相機的時候往往很在意像素數(shù)，其實除了這個數(shù)之外，還有很多(更)重要的指標是需要我們考慮的。 　　可擴展性、支持的通信標準數(shù)量、測試精度、動態(tài)范圍和解調(diào)帶寬等參數(shù)都很重要。未來的基站可能向雙模和多模演進，很多都已經(jīng)具備多模功能，如GSM和WCDMA雙模，如果儀器支持的通信標準多，那么需采購儀器的品種和數(shù)量就大大減少。另外，隨著3G、LTE等技術的出現(xiàn)，對測試儀器儀表提出了更高的要求，高測試精度、大動態(tài)范圍和大解調(diào)帶寬的儀器就更加受到青睞。移動通信技術發(fā)展很快，目前中國還沒有大量商用3G，而LTE，作為WCDMA和TD-SCDMA的后續(xù)技術，已經(jīng)快推出原型機了。網(wǎng)絡運營商可能會加快新的技術的引入，這對基站和終端生產(chǎn)廠商確實是挑戰(zhàn)：他們現(xiàn)在購買的測試儀器儀表必須具備很好的擴展性，能方便地升級到未來技術，這樣才能更大限度保護廠商的投資。 　　比如，羅德與施瓦茨公司的信號源、信號分析儀和綜合測試儀都支持幾乎所有的通信標準，并在設計上考慮到了未來幾年的測試需要(常見的需求是解調(diào)帶寬)，對于新的通信標準，一般只需升級軟件就可以實現(xiàn)。 　　另外，示波器的帶寬、采樣率等都是示波器的常見參數(shù)。示波器帶寬由于制造與研發(fā)技術的發(fā)展，使示波器帶寬能夠得到修正和補償。但這些修正和補償未嘗都是好事一樁，有些客戶并不希望這些技術帶入到測試中去，他們更需要原始的測試數(shù)據(jù)，比如雷達實驗。目前泰克在1G～2G全系列示波器家族中，提供純硬件的示波器，示波器帶寬是真實的。泰克的前端技術可以保證將示波器的硬件前置放大器做的足夠好。采樣率是ADC的指標。捕獲率參數(shù)反映的是一個內(nèi)存管理的(是否能夠在保存的信號中找到所需的信號)的概念。泰克采用的是分段式管理，在信號跳變時保存信息。包括Inspector等方法。 　　現(xiàn)在電子工程師更加關心選購的儀器是否能真正解決測試中碰到的實際問題，解決問題才是示波器的真正價值所在，而不是羅列冷冰冰且并無太大實際意義的硬件指標。 　　選擇測試儀器儀表，要綜合以上各種因素來權衡考慮，所以說，對于測試儀器儀表的選擇上，也是有學問的。 zyclxmzsw

　　圖1中的電路專為使用 ADT7320同時測量3個K型熱電偶而設計，該器件是一款±0.25°C精度、16位數(shù)字SPI溫度傳感器。zyclxmzsw 　　熱電偶電壓測量 　　采用熱電偶連接器和濾波器作為熱電偶與AD7793 ADC之間的接口。每個連接器（J1、J2和J3）都直接與一組差分ADC輸入相連。AD7793輸入端的濾波器可在信號到達ADC的AIN （+）和AIN（?）輸入端之前降低任何熱電偶引腳上疊加的噪聲。AD7793集成片內(nèi)多路復用器、緩沖器和儀表放大器，可放大來自熱電偶測量結點的小電壓信號。 　　冷結測量 　　ADT7320精密16位數(shù)字溫度傳感器用于測量基準結（冷結） 溫度，其精度在?20°C至+105°C溫度范圍內(nèi)可達±0.25°C。 ADT7320完全經(jīng)過工廠校準，用戶無需自行校準。它內(nèi)置一個帶隙溫度基準源、一個溫度傳感器和一個16位Σ-Δ型 ADC， 用來測量溫度并進行數(shù)字轉(zhuǎn)換， 分辨率為 0.0078°C。 　　AD7793和ADT7320均利用系統(tǒng)演示平臺 （EVAL-SDP-CB1Z）由SPI接口控制。此外，這兩個器件也可由微控制器控制。 　　圖2. EVAL-CN0172-SDPZ電路評估板 　　圖2顯示帶有3個K型熱電偶連接器的EVAL-CN0172-SDPZ 電路評估板，AD7793 ADC， 和ADT7320溫度傳感器安裝在獨立柔性印刷電路板（PCB）的兩塊銅觸點之間，用于基準溫度測量。 　　圖3是安裝在獨立柔性PCB上ADT7320 的側視圖，該器件插在熱電偶連接器的兩個銅觸點之間。圖3中的柔性PCB更薄更靈活，比小型FR4類PCB更具優(yōu)勢。它允許將ADT7320巧妙地安裝在熱電偶連接器的銅觸點之間，以盡量降低基準結和ADT7320之間的溫度梯度。 　　圖3. 安裝在柔性PCB上ADT7320的側視圖 　　小而薄的柔性PCB還能使ADT7320快速響應基準結的溫度變化。 圖4顯示ADT7320的典型熱響應時間。 　　圖4.ADT7320典型熱響應時間 　　本解決方案較為靈活，允許使用其它類型的熱電偶，如J型或T型。本電路筆記中，選擇K型是考慮到其更受歡迎。實際選用的熱電偶具有裸露 。測量結位于探頭壁（probe wall）之外，暴露在目標介質(zhì)中。 　　采用裸露 的優(yōu)勢在于，它能提供 的熱傳導率、具有快的響應時間，并且成本低、重量輕。不足之處是容易受到機械損壞和腐蝕的影響。因此，不適合用于惡劣環(huán)境。但在需要快速響應時間的場合下，裸露 是 選擇。若在工業(yè)環(huán)境中使用裸露 ，則可能需對信號鏈進行電氣隔離?？墒褂脭?shù)字隔離器達到這一目的 （見 　　不同于傳統(tǒng)的熱敏電阻或電阻式溫度檢測器（RTD）， ADT7320是一款完全即插即用型解決方案，無需在電路板裝配后進行多點校準，也不會因校準系數(shù)或線性化程序而消耗處理器或內(nèi)存資源。它在3.3 V電源下工作時的典型功耗僅為700μW，避免了會降低傳統(tǒng)電阻式傳感器解決方案精度的自發(fā)熱問題。 　　精密溫度測量指南 　　下列指南可確保ADT7320地測量基準結溫度。 　　電源： 如果ADT7320 從開關電源供電，可能產(chǎn)生50 kHz以上的噪聲，從而影響溫度精度。為了防止此缺陷，應在電源和VDD. 之間使用RC濾波器。所用元件值應仔細考慮，確保電源噪聲峰值小于1 mV 　　去耦： ADT7320必須在盡可能靠近 VDD 的地方安裝去耦電容，以確保溫度測量的精度。使用諸如0.1μF高頻陶瓷類型的去耦電容。此外，還應使用一個低頻去耦電容與高頻陶瓷電容并聯(lián)，如10μF 至 50 μF 鉭電容。 　　 熱傳導： 塑料封裝和背面的裸露焊盤（GND）是基準結至ADT7320的主要熱傳導路徑。由于銅觸點與ADC輸入相連，本應用中無法連接背面的焊盤，因為這樣做會影響 ADC輸入的偏置。 　　精密電壓測量指南 　　下列指南可確保AD7793地測量熱電偶測量結電壓。 　　去耦：AD7793必須在盡可能靠近AVDD 和 DVDD 的地方安裝去耦電容，以確保電壓測量的精度。應將0.1 μF陶瓷電容與 10 μF鉭電容并聯(lián)，將AVDD去耦到GND。此外，應將0.1 μF 陶瓷電容與10 μF鉭電容并聯(lián)，將DVDD去耦到GND。 更多有關接地、布局和去耦技巧的討論，請參考Tutorial MT-031 和 Tutorial MT-101 　　濾波：AD7793的差分輸入用于熱電偶線路上的大部分共模噪聲。例如，將組成差分低通濾波器的R1、R2和C3放置在AD7793的前端，可熱電偶引腳上可能存在的疊加噪聲。C1和C2電容提供額外的共模濾波。由于輸入ADC 的AIN（+）和AIN（?）均為模擬差分輸入，因此，模擬調(diào)制器中的多數(shù)電壓均為共模電壓。AD7793的出色共模抑制（100 dB小值）進一步了這些輸入信號中的共模噪聲。 　　本方案解決的其它難題 　　下文總結了本解決方案是如何解決前文提到的其它熱電偶相關難題。 　　熱電偶電壓放大：熱電偶輸出電壓隨溫度的變化幅度只有每度幾μV。本例中所用的常見K型熱電偶變化幅度為41μV/°C。這種微弱的信號在ADC轉(zhuǎn)換前需要較高的增益級。 AD7793內(nèi)部可編程增益放大器（PGA）能夠提供的 增益為128。本解決方案中的增益為16，允許AD7793通過內(nèi)部基準電壓源運行內(nèi)部滿量程校準功能。 　　熱電偶的非線性校正：AD7793在寬溫度范圍（–40°C至 +105°C）內(nèi)具有出色的線性度，不需要用戶校正或校準。為了確定實際熱電偶溫度，必須使用美國 標準技術研究院（NIST）所提供的公式將參考溫度測量值轉(zhuǎn)換成等效熱電電壓。此電壓與AD7793測量的熱電偶電壓相加，然后再次使用NIST公式將兩者之和再轉(zhuǎn)換回熱電偶溫度。另一種方法涉及查找表的使用。然而，若要獲得同樣的精度，查找表的大小可能有較大不同，這就需要主機控制器為其分配額外的存儲資源。所有處理均通過EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。 　　欲查看完整原理圖和EVAL-CN0172-SDPZ的布局，請參見 CN-0172設計支持包： 　　常見變化 　　對于精度要求較低的應用，可用 AD7792 16位Σ-Δ 型ADC 替代 AD7793 24位Σ-Δ 型ADC對于基準溫度測量，可用 ±0.5°C精度的 ADT7310 數(shù)字溫度傳感器替代±0.25°C精度的 ADT7320. AD7792和ADT7310均集成SPI接口。