校准仪中精密合成电阻的设计
图中U4的基准电压选为2V,则U4的输出电压范围为0~4V。接入R3、R4、R5的目的是提供一个调节范围的中心位置,使电压能够双向调节。对D707K及图示的参数,失调电压与D/A转换器的输出电压间的关系是线性的。经过实际测试,其灵敏度为7.35μV/V,即0.028V/bit,总调节范围为±14.7μV。运算放大器A2采用与A1同样的调零方法。
由此可见,可以利用数/模转换器来消除Ue1及Ue2。由于运放失调漂移较小,可以间隔一定时间后再次自动校正。失调电压及1μV以上的热电势等误差电压均可得于校正。至于运放的增益误差等(如140dB增益时,1V的输出电压也会引起0.1μV的运放两输入端的误差),其性质与系数K相同,通过内置电阻测量电路的自校正即可消除。因此,合成电阻精度主要取决于电阻测量电路。合成电阻中,D/A转换器的控制、失调电压的计算及其自动校正均由内置的DSP320C32来实现。
通过此法合成的电阻,可满足较高精度电阻测量仪表的校正要求。通过调整D/A转换器的输入数据及切换标准电阻,可以合成出10Ω~100kΩ的各个电阻值,且具有很高的分辨率及稳定性。其长期稳定性也通过测量电路的自校正而得以保证。采用高精度低温标线绕电阻作标准电阻,合成电阻的精度优于10ppm。经过校正后,合成电阻基本不受工作状况的影响,所存在的问题是工作电压受限,合成电阻的频率响应与实际电阻尚有较大差跟,较适用于直流校验应用中。
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