数字电压模块解决方案

工业市场测量仪器仪表基准

六位半数字万用电表（DMM）常用作实验室的调试工具，经常会有人问什么是六位半？具体来说就是测量值可显示的数值第一位数，只能显示正负和0，1，所以称之为½位，其它位数可显示0～9，我们称之为一位，例如，一个六位半数字万用表可显示的数值范围为-1999999至1999999。这也是万用电表的测量精度，可达到档位的小数点后六位，如果想测量非常小的电压值，可将万用电表设置为0.2V电压档位，以六位半的测量精度，一般可以测到100nV级别的电压信号。

电压测量挑战

在当今的工业自动化生产设计中，通过测量电压来确保设备在稳定的工况下运行非常重要。系统中需要高精度电压测量单元，同时也可将其用作校准器，以确保待测点的电压在正常的工作电压范围内。这是自动化生产测试设备中不可或缺的一环。传统的DMM是一个不错的选择，具备高分辨率的出色性能和可靠性。随着技术的发展，工业客户对电压测量系统对电压测量会提出一些创新的要求如图1所示。

图1. 自动化工业生产设计中的电压测量要求

ADI公司的六位半数字 电压模块解决方案（简称"DVM"）

根据市场反馈的客户需求，ADI开发了一款新型六位半电压测量模块ADMX3652，其外观如图2所示，主要功能特性如下：

•ADI的六位半电压模块仅77.7mm*46.3mm*20mm大小，与普通名片大小相当

•支持双通道电压测量，测量范围为+/-20V，分别提供20V/2V/0.2V三档手动调整和自动调整

•低噪声、高精度，90天准确度优于25ppm（2V挡）

•ADI的六位半数字电压模块支持自稳零（Auto Zero）、工频周期滤波（NPLC）和满量程校正

•单独使用DVM时，只需提供5V/5W电源即可正常工作，并通过UART接口控制，支持SCPI协议，数据速率可高达1KSPS

输入端提供过压保护，可在0~45°C的环境条件下工作，便于系统集成或定制系统测量。

图2. ADI的六位半数字电压模块外观

集成系统中的电压测量单元

ADI推出的六位半电压测量模块ADMX3652，体积小，只有普通名片大小，具有DMM中的电压测量模式，采用20V、2V和0.2V三档设置，提供1KSPS的数据速率和准确测量，通过UART接口控制，支持SCPI协议，可轻松实现高效、稳定、可靠的生产测试测量设计。此外，前端采用带过压保护的高阻抗输入，能更好的保护电压测量模块，遇到输入电压超出测量范围的情况，如输入电压为30V，DVM虽然无法正常测得准确的电压值，但也不会损坏烧毁DVM。在系统设计中，可以借助系统的MCU或FPGA通过UART发出指令来控制DVM的操作，从而帮助客户定制集成系统测量，以降低系统测试成本，其工作配置如图3所示

图3. 集成系统设计配置

便携式高精度电压表

与六位半接口板连接时，此高性能模块可转换为移动式电压表，通过完整的图形化GUI进行操作，借助数据记录器功能，可有效地记录每一次测量数据。将Excel中的数据转换成图表，在电脑上就能清楚地看到待测对象电压值的变化。对于电压测量，由于ADI DVM提供双通道电压测量功能，因此只需外接分流电阻，根据其中一个通道中测得的电压计算出相应的电流，然后与另一通道测得的电压相乘，即可得出待测器件的功耗。此类评估板的操作使用如图4所示.

图4. 六位半数字电压模块评估系统