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(biāo)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(biāo)，比如帶寬，采樣率，存儲深度等等，在選型的時候根據(jù)指標(biāo)比數(shù)大小，以為數(shù)大的就比數(shù)小的好其實(shí)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(biāo)稱的指標(biāo)背后產(chǎn)品的真正性能和質(zhì)量，就像有不少消費(fèi)者在選購數(shù)碼相機(jī)的時候往往很在意像素數(shù)，其實(shí)除了這個數(shù)之外，還有很多(更)重要的指標(biāo)是需要我們考慮的。 可擴(kuò)展性、支持的通信標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)，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(biāo)準(zhǔn)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(shù)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(shù)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(shù)，已經(jīng)快推出原型機(jī)了。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可能會加快新的技術(shù)的引入，這對基站和終端生產(chǎn)廠商確實(shí)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(kuò)展性，能方便地升級到未來技術(shù)，這樣才能更大限度保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)，并在設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，一般只需升級軟件就可以實(shí)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(shù)的發(fā)展，使示波器帶寬能夠得到修正和補(bǔ)償。但這些修正和補(bǔ)償未嘗都是好事一樁，有些客戶并不希望這些技術(shù)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(dá)實(shí)驗(yàn)。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(shí)的。泰克的前端技術(shù)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(biāo)。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(guān)心選購的儀器是否能真正解決測試中碰到的實(shí)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(shí)際意義的硬件指標(biāo)。 　　選擇測試儀器儀表，要綜合以上各種因素來權(quán)衡考慮，所以說，對于測試儀器儀表的選擇上，也是有學(xué)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(biāo)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(biāo)，比如帶寬，采樣率，存儲深度等等，在選型的時候根據(jù)指標(biāo)比數(shù)大小，以為數(shù)大的就比數(shù)小的好其實(shí)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(biāo)稱的指標(biāo)背后產(chǎn)品的真正性能和質(zhì)量，就像有不少消費(fèi)者在選購數(shù)碼相機(jī)的時候往往很在意像素數(shù)，其實(shí)除了這個數(shù)之外，還有很多(更)重要的指標(biāo)是需要我們考慮的。 　　可擴(kuò)展性、支持的通信標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)，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(biāo)準(zhǔn)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(shù)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(shù)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(shù)，已經(jīng)快推出原型機(jī)了。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可能會加快新的技術(shù)的引入，這對基站和終端生產(chǎn)廠商確實(shí)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(kuò)展性，能方便地升級到未來技術(shù)，這樣才能更大限度保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)，并在設(shè)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(biāo)準(zhǔn)，一般只需升級軟件就可以實(shí)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(shù)的發(fā)展，使示波器帶寬能夠得到修正和補(bǔ)償。但這些修正和補(bǔ)償未嘗都是好事一樁，有些客戶并不希望這些技術(shù)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(dá)實(shí)驗(yàn)。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(shí)的。泰克的前端技術(shù)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(biāo)。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(guān)心選購的儀器是否能真正解決測試中碰到的實(shí)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(shí)際意義的硬件指標(biāo)。 　　選擇測試儀器儀表，要綜合以上各種因素來權(quán)衡考慮，所以說，對于測試儀器儀表的選擇上，也是有學(xué)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(shè)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(dá)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(fù)用器、緩沖器和儀表放大器，可放大來自熱電偶測量結(jié)點(diǎn)的小電壓信號。 　　冷結(jié)測量 　　ADT7320精密16位數(shù)字溫度傳感器用于測量基準(zhǔn)結(jié)（冷結(jié)） 溫度，其精度在?20°C至+105°C溫度范圍內(nèi)可達(dá)±0.25°C。 ADT7320完全經(jīng)過工廠校準(zhǔn)，用戶無需自行校準(zhǔn)。它內(nèi)置一個帶隙溫度基準(zhǔn)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(jìn)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(dú)立柔性印刷電路板（PCB）的兩塊銅觸點(diǎn)之間，用于基準(zhǔn)溫度測量。 　　圖3是安裝在獨(dú)立柔性PCB上ADT7320 的側(cè)視圖，該器件插在熱電偶連接器的兩個銅觸點(diǎn)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(diǎn)之間，以盡量降低基準(zhǔn)結(jié)和ADT7320之間的溫度梯度。 　　圖3. 安裝在柔性PCB上ADT7320的側(cè)視圖 　　小而薄的柔性PCB還能使ADT7320快速響應(yīng)基準(zhǔn)結(jié)的溫度變化。 圖4顯示ADT7320的典型熱響應(yīng)時間。 　　圖4.ADT7320典型熱響應(yīng)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(shí)際選用的熱電偶具有裸露 。測量結(jié)位于探頭壁（probe wall）之外，暴露在目標(biāo)介質(zhì)中。 　　采用裸露 的優(yōu)勢在于，它能提供 的熱傳導(dǎo)率、具有快的響應(yīng)時間，并且成本低、重量輕。不足之處是容易受到機(jī)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(yīng)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(jìn)行電氣隔離?？墒褂脭?shù)字隔離器達(dá)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(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)，也不會因校準(zhǔn)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(zhǔn)結(jié)溫度。 　　電源： 如果ADT7320 從開關(guān)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(yīng)在電源和VDD. 之間使用RC濾波器。所用元件值應(yīng)仔細(xì)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(yīng)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(dǎo)： 塑料封裝和背面的裸露焊盤（GND）是基準(zhǔn)結(jié)至ADT7320的主要熱傳導(dǎo)路徑。由于銅觸點(diǎn)與ADC輸入相連，本應(yīng)用中無法連接背面的焊盤，因?yàn)檫@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(jié)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(jìn)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(jié)了本解決方案是如何解決前文提到的其它熱電偶相關(guān)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(zhǔn)電壓源運(yùn)行內(nèi)部滿量程校準(zhǔn)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(zhǔn)。為了確定實(shí)際熱電偶溫度，必須使用美國 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)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?zé)犭娕紲囟?。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(jī)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(shè)計支持包： 　　常見變化 　　對于精度要求較低的應(yīng)用，可用 AD7792 16位Σ-Δ 型ADC 替代 AD7793 24位Σ-Δ 型ADC對于基準(zhǔn)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。