提高电路性能的主要措施

提高DC测量精度

《测试和测量世界》194.7同济大学 胡牵译

DC测试系统的足见需要设计者明确所需测试精度与分辨率，计算测试系统引入的误差及周围环境的影响等。为得到精确且重复率高的测试结果，需考虑以下问题。

1·测试中的最重要指标 是灵敏度，分辨率，绝对精度还是相对精度呢？灵敏度为测试系统所能测得的最小变化；分辨率为被测信号能被观测到的最小量；绝对精度为测量值与真值或标准值之间的差别；相对精度反映未知值和参考值之间的相对关系。 2·测试精度要求

测试系统组件主要取决于测试精度要求，人们常购买超精度仪器。但在诸多情况下相对精度较之绝对精度更为重要。因此，应把有限资力用于所需。 3·仪器精度满足测试需要 4·有否其它因素影响仪器精度

仪器精度受诸多因素影响，如温度，时间漂移，噪声抑制及测试速度。通常指定一定的温度范围，在此范围之外通常给出温度系数，如（0.005%+0.1count）。如在特定的温度之外测量，必须考虑温度系数。

多数电子器件会随时间发生精度变化。以年为变化单位，称为经年精度。

弱信号测试易受噪声干扰。常模抑制比(NMRR)定义为仪器抑制输入高低端之间噪声的能力。可通过检测峰值噪声或DC信号偏差测量常模噪声，并通过下式计算：

NMRR = 20log(峰值偏差/峰值常模噪声)

仔细屏蔽可以降低这种噪声，采用滤波器可以进一步滤除常模噪声。

共模噪声抑制比(CMRR)定义为仪器对输入低端与机架地间噪声的抑制能力。对系统所有屏蔽线于一点接地，可降低共模噪声为最小。

NMRR与CMRR均定义在50Hz与60Hz处，以分贝为单位。通常给出NMRR>80dB，CMRR>80dB。每增加20dB，噪声降为1/10。如80dB噪声抑制比将1V噪声降为100uV，120dB则将为1uV。

测试速度在很多场合很重要。速度为每秒所得测量值数。如ADC积分周期及滤波均影响整个系统工作速度。测试中，速度与精度常需折衷，低阻抗测量时通常考虑速度，高阻抗测量时，电路建立时间为决定测试速度的主导因素。 5·测量系统工作环境如何 许多环境因素影响测量精度。 （1）温度波动

为了降低仪器漂移带来的测量误差，应维持一个稳定的室内温度。敏感仪器应远离热源，在测量前使系统达到热稳定。先将仪器调零，再开始工作。 （2）高湿度与污染

高湿度会减小绝缘电阻，从而严重影响阻抗测量准确性。高湿度结合污物可由电化学效应产生偏移电流。因此，测试时应尽可能降低湿度，最好低于50%。应使用纯净溶剂清洁元件与接头，再用新鲜甲醇或脱离子水冲洗，并将其干燥几小时后再进行测量。

（3）电源毛刺

通常由于开，关成性重负载，可使强脉冲通过交流电源耦合进入系统电源，导致测量噪声或读数偏差。所以，应为高灵敏度仪器配置专用电源，而不将引起脉冲的负载与之相接。电源滤波亦可减小此类脉冲。 （4）静电场与磁场

当充电物体靠近未充电物体，即释放电流，产生静电场，耦合进入测试系统。因此，应将被测器件及测量线屏蔽，使系统远离静电场源。弱信号测量还亦受磁场干扰。因此，系统应同时远离磁场，如电源变压器，并尽量减小测试回路面积。 （5）RFI/EMI

无线电波频率干扰（RFI）及电磁干扰（EMI）可来自干扰源，如TV或无线电广播信号，脉冲源等。此类干扰可使出现带有固定偏差或由于EMI或RFI引起的不稳定的读数。因此，应使系统远离干扰源，屏蔽被测物体及测量线，亦可在系统输入端进行滤波。 （6）机械冲击与振动

机械冲击与振动可产生噪声或偏差，破坏测量完整性。对绝缘体冲击或加压可使其由于压电效应产生电流，电缆振动亦可由于摩擦电效应产生噪声电流。因此，系统应远离振动源，如发动机和泵等，并固定电缆。