从拆解日本仪器谈模拟设计思路

这是我做技术以来面临压力最大的时候，以至于酒少喝了70%，每天早上8点到地方开始坐下来试验，中午也经常吃碗泡面，重压之下鼻炎也犯了，每天都要带上口罩，要不连续打二十个喷嚏也不足为奇，我知道这是考验自己的时刻。面对uv以下的交流信号放大，我并没太多可参考的设计经验，但赶到这个步上了无论如何也要坚持下来，都习惯了。没设备不管是借还是租，都要有。

　　uv信号源是借一位师弟的，几十万的设备放在那里真是感觉到压力，怕损坏也怕给丢了。实际上可能最怕的还是即将关门的时候做不好丢人，也没什么，当年也是几百次的丢人一步步学会的各种模拟设计，尽管学得不精，但总是真刀真枪的干过，具备当土匪的资格，当然从没想过成“教兽”。

　　能有机会亲自拆解了小日本HIOKI日置的相关类型仪器和鹤贺电机TSURUGA的类似的仪器，还有米国密特的仪器，说实话感觉小。日本的uv以下设计水平按应用上讲是超过米国的，但也体现着他们的机械唯物式的思想，感觉少有创新，包括日置这类相对大些小。日本仪器公司的整体设计思想已经定型，几十年也不换汤的感觉。下图是日置的板子。

　　上图你能看到的是中规中矩的四层板设计，模拟前端清一水的的ADI高精运放，OP177，OP2177，O097，AD822。每个部分都是典型设计，没有任何掺杂使假，这个我们要学习，而且设计水平和他们五年前没有太大的长进，只是随着ADI元件性能水平的提高相应其仪器的性能指标的提升，在关键的仪器电源方面并没有整体的提高，依然是电池供电，同样也是简化了电源的设计，同时减少了不少无法克服的噪声问题，由此我也想到了国内外的脑电测试几乎同样也是用电池供电的，少有用外接AC/DC电源供电的，这其中的短板自然在于小信号系统的电源设计，也难怪很多系统进不了生产线，这也是我这次要过的第一关。

　　看到希望的是小。日本的另一家类似的仪器鹤贺电机TSURUGA做出了些创新，他的风格是整个的BB风格，即大多数关键的信号通路上都是BB的器件，也可以称之为TI风格，也是标准的INA103加上OPA系列运放，下图即使TSURUGA。

　　它的进步在于它敢在这类水平仪器上用交流电源，而且整个系统上所使用的模拟元件数量上要少于日置的同类型，最应该佩服的是它是用双面板完成的整体设计，这本身来说也是难得的。

　　同样的量级微小信号所产生的基本原理设计是没有区别的，但有一点就是应用设计思想，在这个行当如果没有太好的设计思想也只能是简单按用好元件攒，不知道怎么优化。用减法原理去设计你的系统，从这点讲我更喜欢TSURUGA设计思想。

　　正如N多年前一位师傅曾经讲过，德国人解决某振动信号仪器为提高乘法运算精度下了大功夫，一大块板子，实际就是为了两路正弦信号相乘，后来这位师傅看懂了，用极土的“通断法”加上个低通滤波居然达到了更高的精度，性能更可靠，两路正弦信号相乘完全可以把一路信号变成方波信号和正弦信号相乘啊再滤波啊。

　　跟很多师傅学的时候没学到太多细节的东西，更多的是他们的设计思想，有了思想后才知道去补什么，这好比我在旧社会开药铺，没有坐堂先生药铺纵有千百味怎能救人于病苦，当然药的各种的属性功用也必须熟知，就像我们今天用的元件一样。我不相信模拟应用设计的这个铺子会被数字系统彻底给兼并了，哪怕出了128位精度的AD，世界是精彩的，也有模拟的。