[發明專利]數字電壓表拓撲

有效

• 申請號: 201410105766.6
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN104133106B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: W.C.格克
• 申請（專利權）人: 基思利儀器公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉

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并且包括增益放大器。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。

背景技術

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，通常在被施加于輸入放大器的輸入情況下進行的測量之后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，但是零周期是并非花費在測量輸入信號上的時間。

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，并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，并且因此限制了單元的性能。

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

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

附圖說明

圖1示出根據本公開技術的某些實施例的數字電壓表（DVM）電路拓撲的示例。

具體實施方式

本公開技術的實施例一般性地專注于具有良好觀測效率并抵消輸入放大器的失調以及其反饋失調的拓撲。

圖1示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的示例。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DVM 120的浮置電路接地，例如在這兩者之間切換。

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。預充電或緩沖放大器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。所示緩沖放大器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于第一端子電壓的電壓。

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，并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制成。

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，只要用于浮置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。

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于保護屏蔽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于在浮置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。