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ADMX3652 卡片六位表软硬件设计

我不是专业搞这个的（防骂保命符），不过硬件架构就是这样，起因是ARMBBS里面看到一个大佬发了张图，给我激动坏了。 半夜还发了-ADMX3652 六位半万用表内部

思来想去，感觉要把这份激动留在纸上（如果文章里面有错误的分析，或者更好的器件，评论区见！）

ADMX3652-便携六位半电压表-可以先复习一下。

六位半到底意味着什么？

显示范围：±1999999（6½ 位）

分辨率可达：100 nV ~ 200 nV，取决于档位和 NPLC 设置

适合测量微小直流信号，同时还能保持高线性度和低漂移

主要是这个长期稳定性比较好

具有超高阻抗，直接连接高阻传感器

小体积不好保持，技术真的牛逼

噪声性能（RMS）

在数据同步、批量采样、自动测试系统中非常常见

在很多情况下你不希望仪器一直测一直测，而是要：

这个是触发的引脚功能

多个 ADMX3652 模块同时测量，想让它们在“完全一样的时间点”开始采样：

  1. 用外部 MCU（或按键）输出一个上升沿脉冲；
  2. 连接到每个模块的 CTRL 脚；
  3. 设置 TRIG:SOUR EXT；
  4. 所有模块将在收到这一个脉冲后同时采样一次，保证时间同步。

高端的都使用FT

后面确实是这样的

只能测量电压

ADC 集成高精度薄膜电阻网络，通过不同增益配置实现 ±0.2 V / ±2 V / ±20 V 三种电压测量范围；

使用 Auto-Zero 自动归零 消除漂移；

高 共模抑制比 CMRR（100 dB） 和 差模抑制比 NMRR（90 dB）。

内部使用 精密ADC驱动器 + 精密电阻网络，通过切换不同增益通道匹配不同输入电压范围。所有元件出厂已校准，确保长期精度和温度稳定性。

对的，没有错！电阻也要准确（随便找到，反正就是把大电压压缩了范围）

小电桥，可以看到电阻是有误差的

精密系统是要校准的，下面就是几个方法，文档里面的方法：

自动零点校准（Auto Zero）：用于消除系统/ADC 偏置误差，通常通过模拟开关将输入短接地，测得偏移后再补偿。

满量程校准（Full-Scale Calibration）“”使用 ±满量程输入（如±0.2V）来微调 ADC 增益匹配度，校准值存入 EEPROM/Flash，用于后续精度修正。

使用的是三点校准法：

三点校准法就是通过三个已知输入电压值（常选为负满量程、0、正满量程）， 来校准系统的 零点偏移（Offset） 和 增益误差（Gain Error）。

这样

图示一下

目前看这个构架是这样的，因为社区里面的图只有一张，所以比较难过，我在视频里面看到一个：

可以看到下面有很多器件，这个就看不到了

这个就是PPT里面的一部分

我推测，这个白色的贴纸可能是隔离，ADI罕见的磨了丝印，可能怕抄？其实仪器仪表是理论和实践的完美结合。

输入前端保护与缓冲：高阻抗输入（20 GΩ @ ±20V），带过压保护（可能用 TVS/限压管 + 模拟开关断开）。好像是扛住70V

  1. SMA/香蕉座接口 → EMI 抑制+TVS → ADA4522-2（高阻抗前端）
  2. 多通道通过 ADG732/ADG52xx 多路复用

这么高的阻抗一定是运放搞出来的

在应用里面就明说

自动校准切换逻辑

  1. ADG5234 控制短接至 GND 实现 Auto Zero
  2. 另一路用于通道增益切换（实现 ±0.2/2/20V）

专有产品

多路切换

精密ADC部分：

  1. AD7177-2 作为核心采样器，支持：
  2. 内部滤波（NPLC实现）
  3. 多通道差分输入
  4. 校准偏移/增益系数设置

在超低速下可以到24.6bit

这样看

因为数据不大，SPI就可以

把微小、低频的模拟电压 → 变成高精度、低噪声的数字数据，支持带宽不高但精度极高的测量任务。

例如 0.1 μV 的变化都能被识别！

肯定不免的加入滤波器

  • 内部 2.5V 精密参考电压源
  • 初始精度：±0.12%
  • 温漂：±2 ppm/°C（典型值）

本来我是想着LHA的其它32位型号的，没想到直接大哥给出了P2P的型号。

哟西

不高兴捏，一模一样的

有细微的不同

还是有不同的

AD7177-2 稳定可靠，适合极限精度测量；LHA5657-2 是一颗在功能和性能上几乎对标 AD7177 的国产芯片，更适合成本受控或国产化替代场景。也就是说设计国产的对应仪器有器件支持。

89元

还有经典的参考，LM399 是一种带温度稳定器的高精度 Zener 基准电压源。

外面是壳子

更稳定、更低噪声的“埋层齐纳二极管”作为电压基准源；

恒温加热至 90°C，避免环境温度影响；使得电压输出在 0°C~70°C 温度范围内仍非常稳定。

在系统中：提供一个稳定的基准电压（VREF）供高精度 ADC 使用 保证 ADC 的量程与增益不随时间或温度漂移，确保长期测量稳定性。

比自带的基准温漂少一个量级

LTC3439 负责将 5V 电源转换为 ±5V 等内部工作电压：

电源我不懂

最后总结一下器件，很牛逼

在低电流测试中，必须考虑噪声对读数的影响。

常见的噪声源包括：

  • 静电耦合：静电场的干扰
  • 振动/变形：物理运动效应
  • 漂移电流：电流读数的逐渐变化
  • 交流电源干扰：最主要的干扰源

NPLC（Number of Power Line Cycles）是一种以“电源线周期”为单位的 积分采样时间设置。

NPLC（电力线周期）表示采样电源的周期倍数，其中 N 表示倍增系数。为了减少交流电源干扰，测量通常使用交流电周期的整数倍，以便各种干扰在一个周期内相互抵消。

NPLC定义：代表信号采样持续时间（积分时间）的电源线周期数

测量影响： NPLC 的整数倍可产生最精确的测量结果，但受电力线频率的限制（1 PLC = 60Hz 时 60 个读数/秒，或 50Hz 时 50 个读数/秒）

一般是这两个，但是我也没有摸过源表的设置

一种基于积分原理的抗干扰采样策略，本质目的是：

用 ADC 的采样积分窗口覆盖一个或多个完整的电源周期，让电源频率干扰积分为零，从而大大抑制 50Hz/60Hz 工频干扰对精密测量的影响。

NPLC 是控制积分时间的单位，设置越大，精度越高，但采样速度越低，主要用于抑制电源干扰，提高微小直流信号测量的稳定性。

举个例子吧！

这 20 次采样分布在一个完整的“嗡嗡震荡”中（50Hz 工频干扰），所以正负干扰互相抵消，最终读数更纯净。

因为之前没有看到这个拆解图，我自己做了一些可能的器件的工作，也放了。

ADA4625-1：超低噪声、低偏置、精密 JFET 输入放大器

ADA4522-1/2：低偏移电压、零漂移、轨到轨输入输出

ADA4096-2：内建输入保护的精密放大器（带 ±40V 保护）

AD8250/AD8253：高速、低噪声的可编程增益仪表放大器（PGA）

ADG series（开关/多路复用器）：如 ADG704/ADG734 实现增益电阻切换

ADA4945-1：高精度、低失真差分ADC驱动器

ADA4940-1：适合低压供电的高性能驱动器

AD7177-2：24 位、低噪声、双通道、最大 10 kSPS，支持 ±10V 输入范围

AD7124-4/AD7124-8：超高分辨率、多通道精密 ADC，集成 PGA 与滤波器

AD7768-1（可能性较低，因该芯片面向更高采样率）

ADuCM4050 或类似 Cortex-M 系列微控制器（ADI自有MCU）

FTDI FT232RL：用于 UART → USB 转换（确认出现在 GUI 驱动中）

ADP7142/ADP7118：超低噪声 LDO，适合给模拟部分供电

开关电源 + LDO 组合进行数字/模拟电源隔离

没了，有谁买了这个啊？有机会给我摸摸！！！

代码语言：javascript代码运行次数：0运行复制
# 重新导入库并生成图像
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 时间轴
t = np.linspace(0, 60e-3, 1000)  # 0 ~ 60 ms

# 工频干扰信号（50Hz）
f = 50  # Hz
power_line_noise = np.sin(2 * np.pi * f * t)

# 三种积分窗口（NPLC = 0.1, 1）
nplc_0_1_start, nplc_0_1_end = 10e-3, 12e-3  # 2ms window
nplc_1_start, nplc_1_end = 20e-3, 40e-3      # 20ms window

fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 4))
ax.plot(t * 1000, power_line_noise, label='工频干扰信号 (50Hz)', color='gray')

# 填充积分区域
ax.axvspan(nplc_0_1_start * 1000, nplc_0_1_end * 1000, color='red', alpha=0.3, label='NPLC = 0.1（短）')
ax.axvspan(nplc_1_start * 1000, nplc_1_end * 1000, color='blue', alpha=0.3, label='NPLC = 1（完整周期）')

ax.set_title("积分时间窗口 VS 工频干扰信号（50Hz）")
ax.set_xlabel("时间（ms）")
ax.set_ylabel("干扰电压（V）")
ax.grid(True)
ax.legend(loc='upper right')

plt.tight_layout()
plt_path = "/mnt/data/NPLC_vs_PowerLineNoise.png"
plt.savefig(plt_path)
plt_path

中文没加设置，感兴趣的可以绘制，这是“积分窗口 VS 工频干扰”的可视化图示 。

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