數字電壓表拓撲的製作方法

2023-10-25 01:27:02 1

數字電壓表拓撲的製作方法
【專利摘要】本發明公開了數字電壓表拓撲。系統能包括兩個輸入端子，例如HI和LO，和浮置電路，浮置電路在物理上與輸入端子分離並且包括增益放大器。浮置電路能夠被電連接到第二輸入端子的導電外殼圍繞。浮置電路還能夠在從到增益放大器和浮置電路接地的第一和第二輸入端子接收的輸入信號之間進行切換。
【專利說明】數字電壓表拓撲

【背景技術】
[0001 ] 這些年來，某些數字電壓表(DVM )設計已改善了輸入信號觀測時間，但還同時引入了對輸入放大器反饋的失調(offset)漂移的靈敏度(sensitivity)，因此限制了產品的性能。例如，某些毫微伏DVM已使用測量零周期(measure zero cycle)來去除輸入放大器的失調。在此類DVM中，通常在被施加於輸入放大器的輸入情況下進行的測量之後繼之以是在被施加零情況下進行的測量。該差因此去除輸入放大器的失調，但是零周期是並非花費在測量輸入信號上的時間。
[0002]其他設計已使用反向輸入放大器，該反向輸入放大器使其在每次測量之間的失調相反。因此，通過對兩次相鄰測量求平均，輸入放大器的失調被抵消，並且能夠在兩次測量期間觀測輸入，由此減少噪聲。然而，輸入放大器的反饋的失調漂移未被抵消，並且因此限制了單元的性能。
[0003]因此，仍需要在去除對反饋失調漂移的有害靈敏度的同時保持高觀測時間的設計。


【發明內容】

[0004]本公開技術的實施例一般性地專注於低壓電壓測量設備，其包括兩個輸入端(HI和L0)和在保護屏蔽內的浮置(floating)數字電壓表(DVM)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1不出根據本公開技術的某些實施例的數字電壓表(DVM)電路拓撲的不例。

【具體實施方式】
[0006]本公開技術的實施例一般性地專注於具有良好觀測效率並抵消輸入放大器的失調以及其反饋失調的拓撲。
[0007]圖1不出根據本公開技術的某些實施例的數字電壓表(DVM)電路拓撲100的不例。DVM電路拓撲100包括浮置低噪聲DVM 120和兩個輸入端子(在此為HI輸入端102和LO輸入端104)，該輸入端子可被導引至浮置DVM 120的增益放大器122的正輸入端或浮置DVM120的浮置電路接地，例如在這兩者之間切換。
[0008]在所示示例中，可將浮置DVM 120電連接到具有任一極性的輸入端子102和104。預充電或緩衝放大器106可用來允許在例如沒有大的電荷泵出(pump-out)的情況下使輸入端102和104與浮置DVM 120之間的連接反向。所示緩衝放大器106使其輸入端連接到第一輸入端子102且其供應端(supply)被參考至第二輸入端子104，以便允許任一浮置電路輸入端在第一端子被連接到該浮置電路輸入端之前被預充電至幾乎等於第一端子電壓的電壓。
[0009]在所示示例中，導電外殼(conductive enclosure)或保護屏蔽101圍繞DVM電路拓撲100的大部分，尤其浮置DVM 120，並被電連接到第二輸入端子104，使得除第二輸入端子104 (例如LO輸入信號)之外，在浮置DVM 120與任何電路或部件之間實際上不存在電容。導電外殼101可由金屬或任何其他適當導電材料製成。
[0010]在所示示例中，浮置DVM 120可具有與LO電源140電耦合的電路GND型(GND-based)電源144，其還可與大地(earth)GND型電源142電耦合。在備選實施例中，可使用許多其他電源裝置(arrangement)中的任何一個,只要用於浮置DVM 120的供應端不引入到大地GND型電路元件的顯著耦合即可。
[0011]在所示示例中，例如，模數轉換器(ADC) 130被配置成向諸如所示的第一光耦合部件132之類的孤立通信裝置提供輸出。還可使用諸如所示的位於保護屏蔽101外部的第二光耦合部件134之類的第二孤立通信裝置。如以上所論述的備選電源裝置一樣，所示孤立通信裝置的備選應集中於在浮置DVM 120與大地GND型電路元件之間所引起的耦合僅僅是微不足道的那些。
[0012]已參考所示實施例描述並說明了本發明的原理，將認識到的是，在不脫離這樣原理的情況下可在裝置和細節方面修改所示實施例，並且可將其以任何期望方式組合。並且雖然前面的論述集中於特定實施例，但可預期其他配置。特別地，即使在本文中使用諸如「根據本發明的實施例」等表述，但這些短語意圖一般性地參考實施例可能性，並且並不意圖將本發明局限於特定實施例配置。如本文所使用的那樣，這些術語可參考能被組合到其他實施例中的相同或不同實施例。
[0013]因此，鑑於對本文所述實施例的多種變更，本詳細描述和伴隨材料意圖僅僅是例示性的，並且不應被理解為限制本發明的範圍。因此，根據本發明所請求保護的是可在隨附權利要求及其等同的範圍和精神之內出現的所有此類修改。
【權利要求】
1.一種系統，包括: 第一輸入端子； 第二輸入端子；以及 在物理上與第一和第二輸入端子分離的浮置電路，所述浮置電路包括增益放大器並且被電連接到第二輸入端子的導電外殼圍繞，其中，所述浮置電路被配置成:在從到增益放大器和浮置電路接地的第一和第二輸入端子接收的輸入信號之間進行切換。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，第一輸入端子被配置成接收HI輸入信號，並且進一步地，其中第二輸入端子被配置成接收LO輸入信號。
3.根據權利要求1所述的系統，其中，導電外殼由金屬製成。
4.根據權利要求1所述的系統，還包括緩衝放大器，所述緩衝放大器的輸入端被連接到第一輸入端子且其供應端被參考至第二輸入端子，所述緩衝放大器被配置成:允許任一浮置電路輸入端在第一端子被連接到該浮置電路輸入端之前被預充電至幾乎等於第一端子電壓的電壓。
5.根據權利要求1所述的系統，還包括模數轉換器(ADC)，所述模數轉換器(ADC)被配置成向第一孤立通信裝置提供輸出。
6.根據權利要求5所述的系統，其中，第一孤立通信裝置包括光耦合部件。
7.根據權利要求5所述的系統，其中，第一孤立通信裝置與第二孤立通信裝置耦合。
8.根據權利要求7所述的系統，其中，第一和第二孤立通信裝置每個都包括光耦合部件。
9.根據權利要求7所述的系統，其中，第二孤立通信裝置位於保護屏蔽外部，所述保護屏蔽被配置成在物理上圍繞浮置電路。
10.根據權利要求1所述的系統，還包括第一孤立電源和第二孤立電源，所述第一孤立電源被配置成從大地GND型電源向基於第二端子的電路提供功率，並且所述第二孤立電源被配置成從所述第一孤立電源的輸出端向浮置電路提供功率。
【文檔編號】G01R19/25GK104133106SQ201410105766
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2013年3月22日
【發明者】W.C.格克 申請人:基思利儀器公司