今天給大家分享一個(gè)好玩的小玩意兒，也是未來文章中出現(xiàn)的常客。在我短暫的開發(fā)生涯中，我知道了基礎(chǔ)學(xué)科的專業(yè)性，就是在理論的指導(dǎo)下實(shí)際的實(shí)驗(yàn)才會可能正確。我承認(rèn)我是一個(gè)理論的巨人，實(shí)踐的矮子，但是不妨礙我現(xiàn)在開始長。

我隨便給一個(gè)三極管的輸出曲線，搞電子的都不陌生，但是我問你，這個(gè)就是數(shù)據(jù)手冊上面花的圖， 你有幾個(gè)人是用示波器，穩(wěn)壓電源真實(shí)的看到了這些物理現(xiàn)象？估計(jì)沒幾個(gè)吧？因?yàn)榇罱ㄒ粋€(gè)測試的平臺是需要不少的設(shè)備和精力要在里面的。這就是模擬電路的難處，我現(xiàn)在隨手和你聊起這些基礎(chǔ)的東西，各個(gè)電阻的計(jì)算，你肯定說不過我，但是我就是搭不好一個(gè)模擬電路，我知道它應(yīng)該是這樣的，但是它卻是哪樣的。

前一段時(shí)間寫過一個(gè)很短的文章，叫學(xué)會尊重工程。

“工科理科化”不僅讓學(xué)生養(yǎng)成了遠(yuǎn)離工程不愛動手的習(xí)慣，更糟糕的是我們還喪失了對工程的興趣。變得“只會紙上談兵，也更喜歡紙上談兵”。學(xué)生大一、大二階段課程中的理論知識量比較大，依賴短期記憶、通過考試拿到學(xué)分的學(xué)生，三個(gè)月左右就會將前一學(xué)期的大部分課程知識忘掉。 當(dāng)他們大三、大四尋找這些知識的用途時(shí)，早已忘得干干凈凈。“很多學(xué)校甚至鼓勵(lì)學(xué)生從大一大二就開始準(zhǔn)備考研，工科考研側(cè)重基礎(chǔ)理論，不考察動手實(shí)踐能力，進(jìn)一步加劇了理科化趨勢。”工科生的研究能力越來越停留在“仿真層面”。工程師要學(xué)會造物，工程包含知識，但不是一個(gè)知識體，工程是一個(gè)過程，是個(gè)迭代變化的過程。工程做到深處，總是要依靠理論知識和對事物的洞察力。最重要的收獲，是逐漸學(xué)會尊重工程。

在一個(gè)月以前研究三極管的時(shí)候就看到了一個(gè)叫ADALM2000的各種電子學(xué)實(shí)驗(yàn)，但是2K的價(jià)格直接就把我勸退了，然后找了一下發(fā)現(xiàn)便宜一些的平替。

還是讓我說明一下這個(gè)東西是什么吧。

ADALM1000是一款學(xué)習(xí)工具，旨在讓你與周圍世界的互動更加輕松、直觀。它提供兩個(gè)模擬通道，允許你獲取和測量電壓或電流波形，輕松表征任意系統(tǒng)的電壓與電流、隨時(shí)間和隨頻率的關(guān)系。為了提供此功能，它使用了許多構(gòu)建塊來采用USB的固定電源和數(shù)字接口，并提供 0 至 5 伏 ( V )、-200 至 200 毫安 ( mA ) 的電壓和電流操作，具有精確度和精度。精度優(yōu)于 100μV、100μA 和 10μS。 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的儀器結(jié)合了分析儀、發(fā)生器、曲線追蹤器和電流/電壓系統(tǒng)的功能。提供對工程環(huán)境中使用的真實(shí)電路和概念的分析能力。免費(fèi)提供在線實(shí)驗(yàn)室和課程，供教育工作者和學(xué)生掌握困難的工程概念。結(jié)構(gòu)化的實(shí)踐活動可以激發(fā)和加速學(xué)習(xí)，并培養(yǎng)對基本工程概念的興趣。幫助培養(yǎng)職業(yè)發(fā)展所需的批判性思維技能。 總結(jié)一下就是一個(gè)ADC+DAC，然后搭配一些比較強(qiáng)大的上位機(jī)，我最心動的地方在于，它里面的所有東西都是開源的，從硬件到固件。

固件一角

還有官方支持的MATLAB，簡直高興的要死，高級的包都可以使用起來

這些東西簡直比我撿錢了都開心，我就是想知道這么復(fù)雜的測量系統(tǒng)是如何構(gòu)建的，而且在上下位機(jī)之間是如何工作的，我太想知道了。

看著這些復(fù)雜的芯片就激動的不行

這是它的一些參數(shù)

內(nèi)部

密密麻麻的芯片

這個(gè)東西可以研究的方面有，這個(gè)硬件本身的設(shè)計(jì)，固件設(shè)計(jì)，上位機(jī)設(shè)計(jì)，以及各種器件之間的實(shí)驗(yàn)。

今天的時(shí)間有限，我就想簡單的說下本身的硬件配置。太有學(xué)習(xí)的必要了、

電源

USB規(guī)范（可從USB 實(shí)施者論壇獲取）是一份 600 多頁的文檔，描述了 USB2.0 設(shè)備理想操作的各個(gè)方面。 它要求連接的設(shè)備從所提供的電源中消耗的電流小于 500mA，允許的范圍從高達(dá) 5.25v 到低至 4.40v - 對于精密工具來說，如此寬的跨度顯然是不可接受的！ 此外， USB端口上的可用功率在電氣噪聲和電氣保護(hù)方面可能存在很大差異。連接到共享USB總線的不合格設(shè)備可能會給電源電壓帶來數(shù)十甚至數(shù)百毫伏的噪聲。 制作不良的計(jì)算機(jī)可能無法處理USB上的過流情況總線上的任何操作都不僅僅是立即完全關(guān)閉電源，或者更糟糕的是，永久禁用USB端口。如果在舊計(jì)算機(jī)上使用 M1k 會降低測量的準(zhǔn)確性，那將是不幸的；如果在設(shè)備正常操作過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致所連接的計(jì)算機(jī)面臨損壞或丟失數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，那將是不可接受的。 為了解決這些問題并為模擬前端提供受保護(hù)的低噪聲電壓電源，設(shè)計(jì)了一個(gè)復(fù)雜的供應(yīng)鏈，以確保無論輸入如何，輸出端均可提供完整的 0-5v 范圍，并且無論短路或過壓，設(shè)備，主機(jī) PC 不會面臨不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。M1K 電源鏈總共由三個(gè)線性穩(wěn)壓器、兩個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器、一個(gè)“熱插拔”控制器和一個(gè)精密基準(zhǔn)電壓源組成。USB總線的原始 5V 電源首先用于向微控制器提供 3.3V 電壓，該電壓是使用ADP7118固定電壓線性穩(wěn)壓器生成的。該穩(wěn)壓器及其提供的微控制器始終處于開啟狀態(tài)，因?yàn)槲⒖刂破髫?fù)責(zé)向主機(jī)請求可用的全部 500mA 電流。 設(shè)備枚舉后，使用ADM1177熱插拔控制器啟用模擬前端，從而可以正常開啟電源部分的其余部分以及過流（短路）保護(hù)。ADM1177監(jiān)視 0.1 歐姆電流檢測分流電阻器上的壓降并控制 N-FET 功率晶體管的柵極。當(dāng)熱插拔控制器的使能引腳被驅(qū)動為高電平時(shí)，它會以外部電容器確定的速率將電流泵入開關(guān)晶體管的柵極，直到晶體管的柵極遠(yuǎn)高于輸入電壓，并且晶體管動作作為具有固定（小）電阻的串聯(lián)電阻。ADM1177持續(xù)監(jiān)控分流電阻，當(dāng)分流電阻兩端的壓降增加到超過 100mV（相當(dāng)于 1A），持續(xù)時(shí)間超過 C11 的 100nF 定義的 270μS 時(shí)，ADM1177軟啟動引腳和地，電路板模擬部分的電源被禁用。 USB指定了最大電流以及主機(jī)存在潛在風(fēng)險(xiǎn)的點(diǎn)。該控制器還用于控制與位于上游電源和設(shè)備模擬部分之間的大型儲能電容器相關(guān)的浪涌電流。這些組件對于允許本地需求電流在短時(shí)間內(nèi)超過上游電源的能力非常重要，但如果它們沒有緩慢上升到工作電壓，當(dāng)設(shè)備啟動時(shí)，它們將在幾微秒內(nèi)消耗潛在的電流。首次連接，可能會導(dǎo)致主機(jī)出現(xiàn)故障。 有兩種開關(guān)模式穩(wěn)壓器使用電感器中的能量存儲來完成標(biāo)準(zhǔn) CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物晶體管、電阻器、電容器）電路難以（并非完全不可能）完成的任務(wù) - 增加電壓并提供負(fù)電壓。 基于ADP1614的升壓轉(zhuǎn)換器用于通過磁通電感器并引起電流突然變化來生成 6.5 V 電源軌，從而產(chǎn)生高于用于在電感器磁芯磁通量中存儲能量的電壓。這種升壓電源的噪聲相對較大，其頻率成分從開關(guān)頻率（固定為 1.3MHz）到其數(shù)倍，這是由于電壓和電流輸出波形不一致造成的。pi 拓?fù)?a href="http://m.1cnz.cn/tags/濾波器/" target="_blank">濾波器大輸出電容器用于衰減高頻噪聲分量并平均輸出電壓。結(jié)果是 6.5V 電源具有相對較小的輸出噪聲和較小的電流消耗。隨著電流消耗增加，輸出噪聲也會增加，并且由于升壓轉(zhuǎn)換器固有的噪聲拓?fù)洌恍拵г肼暼匀淮嬖凇?為了進(jìn)一步降低噪聲，并向模擬前端提供干凈的“高”電壓軌（必須能夠以高達(dá) 200mA 的電流提供 5V 電壓），ADM7171可調(diào)電壓調(diào)節(jié)器用于將約 500mV 的余量電壓以及約 50mV 的電噪聲轉(zhuǎn)換為熱量。可調(diào)線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生的 6v 輸出在整個(gè)頻譜范圍內(nèi)相對來說沒有噪聲。該 6.0v 電源用于輸出級中的模擬組件。即使在與模擬前端相關(guān)的額外壓降之后，該 6v電源也提供了超過所需的余量，使輸出放大器能夠在輸出端提供 5v 電壓。ADP2442是第二個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器AN-1269，用于反相降壓-升壓配置，提供低于 USB 最小電源（0v，接地）的電壓。為了提供一直接地 (0v) 的輸出操作，以類似于上述 6v5 軌生成的方式生成負(fù)一伏軌 (-1v0) - 能量存儲在電感器中，電流突然變化創(chuàng)建接地less than電位。類似的 pi 濾波器拓?fù)溆糜谒p此過程產(chǎn)生的帶外信號，從而產(chǎn)生足夠干凈的 -1v0 電源，為輸出級以及伺服放大器供電。 生成輸出級所需的電壓后，需要額外的清潔電源來操作模擬系統(tǒng)的其他方面。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（DAC 和 ADC）要求模擬輸出/輸入電壓小于或等于電源電壓，并且都要求電源電壓小于 5.5v。 因此，使用ADP7118線性穩(wěn)壓器從上述 6.0v 電源軌生成 5.0v 電源軌，為其余混合信號組件（上述AD5663R數(shù)模轉(zhuǎn)換器）提供低噪聲、高精度電壓源，這兩個(gè)組件AD7682模數(shù)轉(zhuǎn)換器、AD8210電流檢測差分放大器和ADG719模擬模式開關(guān)。噪聲更低的 5.0v 電源又用于為精密電壓基準(zhǔn)供電，ADR381與 510 歐姆負(fù)載電阻結(jié)合使用，提供高精度、低噪聲 2.5V 電源，能夠提供和吸收模擬前端所需的幾毫安電流。 之后我們看原理圖吧，設(shè)計(jì)的太叼了。數(shù)模轉(zhuǎn)換為了從數(shù)字連接設(shè)備提供模擬輸出，信號從波形的二進(jìn)制表示轉(zhuǎn)換為模擬近似值。該過程是使用兩通道AD5663R數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的，提供 16b 轉(zhuǎn)換、快速建立時(shí)間（高帶寬）和簡單的數(shù)字接口。 數(shù)字接口是使用與串行外設(shè)接口（或SPI）密切相關(guān)的時(shí)鐘數(shù)字串行協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的。） 標(biāo)準(zhǔn)。包含十六位數(shù)據(jù)和八個(gè)配置位的二十四位字被寫入數(shù)字線，從高位開始，一直到最后一位。單獨(dú)的時(shí)鐘線用于指定數(shù)據(jù)在哪些時(shí)間點(diǎn)有效。同步線被選通以交替后續(xù)的 24b 字。鎖存線被選通以觸發(fā)將存儲在器件存儲器中的字轉(zhuǎn)換為輸出線上的模擬電壓。對于器件上的每個(gè)樣本，寫入兩個(gè) 24b 字，選通它們之間的同步線，然后切換鎖存線以同時(shí)開始模擬值的變化。為了減少模擬值變化的高頻成分，在器件的模擬輸出端放置了兩個(gè)串聯(lián)的單極點(diǎn)低通濾波器，模數(shù)轉(zhuǎn)換為了測量來自數(shù)字連接設(shè)備的模擬信號，模擬信號必須被離散化，因此，構(gòu)建頻率正確、高精度的模擬信號表示形式面臨著所有挑戰(zhàn)。為了對兩個(gè)模擬通道（每個(gè)通道都有電壓和電流測量）進(jìn)行采樣，使用了兩個(gè)四通道AD768216 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，每個(gè)轉(zhuǎn)換器接收兩個(gè)通道的模擬信號，從而可以同時(shí)轉(zhuǎn)換任意通道的電壓和電流。任一通道的組合。伺服回路M1K 的模擬前端圍繞每個(gè)通道的單個(gè)控制環(huán)路構(gòu)建，其中一個(gè)模擬開關(guān)用于在電壓和電流控制之間切換，另一個(gè)模擬開關(guān)用于控制通道輸出的特性。模擬控制環(huán)路用于根據(jù)來自數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入信號來伺服測量參數(shù)。該環(huán)路由多個(gè)分立組件構(gòu)成，每個(gè)組件都至關(guān)重要，并且針對當(dāng)前的應(yīng)用精心挑選。該環(huán)路需要向外部系統(tǒng)提供至少一瓦的電力或由外部系統(tǒng)提供的電力，并具有高帶寬，以便實(shí)現(xiàn)高達(dá)幾百千赫茲的目標(biāo)信號輸出。 此外，環(huán)路需要提供與所選 16b 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器相匹配的低噪聲和高精度操作。平衡這些參數(shù)會導(dǎo)致環(huán)路反饋控制和功率輸出級的分離。功率級由高輸出電流驅(qū)動器部件構(gòu)建 - 由于有限的輸入電壓范圍和即使在低控制下也非零壓降，驅(qū)動器被配置為增益為 2 的非反相放大器，參考高精度 2.5v供應(yīng)。 由于在此配置中，功率級將電流吸收至 2.5v 電源軌，并且精密基準(zhǔn)能夠?qū)崿F(xiàn)對稱性能，因此吸收電流和源電流都很昂貴，因此產(chǎn)生 2.5v 電源的基準(zhǔn)采用小型 (500o) 下拉電阻器進(jìn)行偏置以保持（共享其他組件）參考的正確性能。功率級由高輸出電流驅(qū)動器部件構(gòu)建 - 由于有限的輸入電壓范圍和即使在低控制下也非零壓降，驅(qū)動器被配置為增益為 2 的非反相放大器，參考高精度 2.5v供應(yīng)。 由于在此配置中，功率級將電流吸收至 2.5v 電源軌，并且精密基準(zhǔn)能夠?qū)崿F(xiàn)對稱性能，因此吸收電流和源電流都很昂貴，因此產(chǎn)生 2.5v 電源的基準(zhǔn)采用小型 (500o) 下拉電阻器進(jìn)行偏置以保持（共享其他組件）參考的正確性能。功率級由高輸出電流驅(qū)動器部件構(gòu)建 - 由于有限的輸入電壓范圍和即使在低控制下也非零壓降，驅(qū)動器被配置為增益為 2 的非反相放大器，參考高精度 2.5v供應(yīng)。由于在此配置中，功率級將電流吸收至 2.5v 電源軌，并且精密基準(zhǔn)能夠?qū)崿F(xiàn)對稱性能，因此吸收電流和源電流都很昂貴，因此產(chǎn)生 2.5v 電源的基準(zhǔn)采用小型 (500o) 下拉電阻器進(jìn)行偏置以保持（共享其他組件）參考的正確性能。 該同相功率放大器級使用電流反饋架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)其提供的高帶寬和功率。這種拓?fù)淠７铝烁鼈鹘y(tǒng)的電壓反饋部件，但有一些額外的注意事項(xiàng)。甚至毫微微法或皮法的寄生電容的存在，加上理想功率放大器級所需的高帶寬，很容易產(chǎn)生高頻振蕩，除非在反饋中添加串聯(lián) RC 反饋網(wǎng)絡(luò)作為高通濾波器，從而降低總體高頻增益。放大器，但保持所有負(fù)載的穩(wěn)定性。功率放大器的輸出端添加了一個(gè) 2 歐姆串聯(lián)電阻，以設(shè)置設(shè)備的最小輸出阻抗，從而保護(hù) m1000 和任何連接的系統(tǒng)免受過流情況的影響。 該功率放大器采用高精度軌至軌運(yùn)算放大器，輸入和輸出電壓偏移均較低。ADA4661還可以用作單位增益電流放大器，針對[其他地方]所述的AD8210 電流檢測放大器的輸出。ADG719 CMOS 模擬開關(guān)可以選擇將電流檢測反饋或電壓檢測反饋連接到伺服放大器的反相輸入。 相比之下，伺服放大器相對輕松，但需要仔細(xì)考慮，以確保系統(tǒng)行為，同時(shí)在代表極高或極低噪聲或阻抗的負(fù)載上施加電流。模擬電位器用作可編程全通濾波器，對環(huán)路頻率響應(yīng)提供一定程度的控制，并具有可調(diào)節(jié)的高頻增益或衰減。這使得即使在 t=0 時(shí)的大電感器等高阻抗設(shè)備上也能以更高的精度提供電流，其中小的擾動很容易產(chǎn)生高振幅、高變化率的感測信號。 電流測量任何反饋控制系統(tǒng)的特性（例如 M1K 上的電流力環(huán)）至少受到傳感器特性的限制。此外，M1K 表征連接系統(tǒng)阻抗的能力依賴于對實(shí)際輸出電流的精確、高速測量。在類似此類器件的設(shè)計(jì)中，電流測量是限制性能的主要障礙，而INA213、LT1999 或 MAX9919F等經(jīng)濟(jì)高效的測量器件均面臨著共模誤差、低速或共模非線性的問題。 模式電壓范圍。這并不令人震驚。所有這些放大器都有一項(xiàng)艱巨的任務(wù) - 在高端檢測配置中，它們監(jiān)視充當(dāng)分流器的小型精密電阻器上的壓降。這些部件必須放大微伏的差分信號，同時(shí)抑制快速變化的共模電位。在空載輸出上以 10 kHz 掃描 0 至 5 伏的三角波，即使對于這些放大器中最好的放大器來說也是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兊?a href="http://m.1cnz.cn/v/tag/773/" target="_blank">工作原理是抑制基波頻率許多倍的諧波，跨越整個(gè)軌到軌輸入范圍。 當(dāng)使用分立元件或集成解決方案實(shí)現(xiàn)時(shí)，在存在大共模電壓的情況下測量小信號的放大器的標(biāo)準(zhǔn)拓?fù)洳]有表現(xiàn)得更好。 規(guī)范的四電阻器、單運(yùn)算放大器差分放大器提供了一種看似有吸引力的解決方案。首次檢查時(shí)，該系統(tǒng)提供了完美的直流共模抑制、極高的輸入阻抗、易于調(diào)節(jié)的增益以及寬輸入電壓范圍。不幸的是，這些特性只有在使用理想電阻器和完美運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)拓?fù)鋾r(shí)才存在，而這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常罕見且昂貴。任何電阻之間小至 0.1% 的失配都會導(dǎo)致共模抑制不超過 66dB，相當(dāng)于滿量程掃描時(shí)出現(xiàn)的幻象毫安電流。 運(yùn)算放大器節(jié)點(diǎn)之間的偏置電流、輸入阻抗和寄生效應(yīng)等額外不匹配使得該拓?fù)浜茈y用于我們的目的。 三運(yùn)算放大器儀表放大器是另一種在存在大共模電壓的情況下經(jīng)常遇到的小信號測量解決方案，效果也好不到哪里去。在此配置中，如上所示的差分放大器前面有兩個(gè)緩沖器/增益級，可提供更高的輸入阻抗，并且通過將大多數(shù)匹配電阻器與放大器集成在同一芯片上，可以緩解導(dǎo)致共模性能較差的許多問題。通過工廠精確調(diào)整進(jìn)行模式抑制。不幸的是，由于輸入后緊接著增益級，因此該拓?fù)錈o法在電壓源增益的倍數(shù)范圍內(nèi)對具有共模電壓的信號進(jìn)行測量。這意味著增益為 20 的三運(yùn)放儀表放大器， 那么，M1K 是如何解決這一設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的呢？ADI提供一系列適用于汽車發(fā)動機(jī)控制應(yīng)用的高性能雙向電流檢測放大器。AD8210提供 450KHz 的小信號帶寬，對于頻率高達(dá) 100KHz 的 0v 至 5v 共模電壓提供 80 至 95dB 的共模抑制，似乎非常適合高端分流信號轉(zhuǎn)換。毫不奇怪，考慮到前面列舉的挑戰(zhàn)，從這一部分獲得可接受的性能并非沒有挑戰(zhàn)。

讓我們首先通過查看 AD8210 數(shù)據(jù)表中的圖 1 來考慮 AD82xx 系列的拓?fù)洹＝忉屢幌鹿ぷ髟聿糠郑ǖ?X 頁）以及與熟悉該部分的 ADI 人員的對話……由 R1、R2、A1、Q1、Q2 組成的電流模式差分放大器用于將輸入端的小電壓差轉(zhuǎn)換為通過 Q1 和 Q2 發(fā)射極的電流差，Q1 和 Q2 用作從輸入到輸出增益級的前置放大器和緩沖器。R3 和 R4 將這些電流差轉(zhuǎn)換回接地參考電壓差，其中儀表放大器 A2 具有明確定義的操作，并對這些電壓進(jìn)行相減和相乘，從而提供凈增益為 20 倍的中點(diǎn)參考輸出電壓。 該拓?fù)涮峁┝讼惹懊枋龅募軜?gòu)的許多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)使用電平轉(zhuǎn)換電流模式拓?fù)鋪斫鉀Q上述架構(gòu)的固有限制。將所有必要的匹配良好的組件集成在與主放大器相同的硅片上，允許工廠調(diào)整以保持所需的高共模抑制，并且電平轉(zhuǎn)換架構(gòu)可防止儀表放大器在各種范圍內(nèi)飽和。 上述電路的同樣有效的表示顯示了與負(fù)輸入串聯(lián)的 0.5Ω 檢測電阻。看到問題了嗎？0.5Ω 檢測電阻對應(yīng)于差分放大器輸入級引腳之間大約 0.03% 的失配，導(dǎo)致觀察到的共模信號衰減約 70dB。幸運(yùn)的是，解決方案很簡單 - 添加一個(gè)額外的 0.5Ω 電阻器與每個(gè)放大器的正輸入串聯(lián)，從而為“力”電流路徑帶來平衡。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最大電壓輸入與放大器的輸出范圍不匹配導(dǎo)致了額外的復(fù)雜性。由 150o 電阻器、600o 電阻器和 10nf 電容器構(gòu)成直流增益為 4/5 且轉(zhuǎn)折頻率略高于 100KHz 的單極低通濾波器。這有助于將動態(tài)范圍降低至與 ADC 的 4.096v 參考電壓相匹配的動態(tài)范圍，而無需添加額外的參考電壓。這還提供了降低 ADC 的有效阻抗和帶外噪聲的額外好處，并有助于防止 ADC 采樣反向耦合到模擬信號路徑中。輸出級為了尋求一款經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的設(shè)備，作為在未知的供電或未供電系統(tǒng)上工作時(shí)的首選，我們對設(shè)備的輸出級進(jìn)行了仔細(xì)的考慮。來自磁通感應(yīng)線圈的寄生電壓尖峰或意外連接到外部電池不應(yīng)立即對設(shè)備造成損壞。提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出自然范圍的電壓和電流測量應(yīng)該是微不足道的。 使設(shè)備處于能夠測量非常小的電流信號的狀態(tài)也應(yīng)該是可行的，例如pH探針或熱電偶產(chǎn)生的電勢。這些看似矛盾的要求催生了圍繞四通道低電阻開關(guān)構(gòu)建的多功能輸出級，提供五十歐姆連接電阻到半電位和零電位，以及到輸出連接和功率驅(qū)動器輸出的獨(dú)立連接。這種配置允許單個(gè)外部電阻器將電壓或電流分壓至測量級范圍內(nèi)的水平。