背光对万用表测量的影响

dayibalang · 发表于 2023-4-4 11:07:54

本帖最后由 dayibalang 于 2023-4-4 11:26 编辑

理想情况下万用表背光不应对万用表的测量结果造成明显影响。具体实现上还是有一些明显可见的影响的。
通常情况下背光通过两条主要途径对测量结果造成影响。1电源途径，背光主要通过电源的负载调整率和万用表芯片的电源抑制比两个指标对测量结果造成影响。2信号途径，在dc-dc供电的万用表中，通过负载对电源emi的影响，耦合到信号通路影响测量结果。
一般表分9v和3v+pump两种供电结构，对于9v表，背光作为耗电较大的负载，对新电池电压影响小，对旧电池影响大，而对于emi无明显影响。对于3v+pump的表，背光主要影响供电的纹波和emi，有的dmm ic还会内置ldo进一步降低电源的影响。
给大家举个有意思的例子。
在acv，背光增加了3个字的底数

而在acmv，背光没有明显影响。

这块表的acv与acmv共用一个ac rms转换，共用dmm ic内部的adc，但在dmm ic的信号路径有差别，只经过了10MΩ没有经过分压。看起来是这部分的微小差异产生了不同的结果。这块表的供电是3v由dmm ic内部pump倍压供电，dmm ic没有内置ldo。从这点上看不如9721，98o24和0660的，这三种dmm ic都有内置ldo。

dayibalang · 发表于 2023-4-7 14:55:06

dirtyacc 发表于 2023-4-7 14:23
我试了几个表，很便宜的好像也不会受背光影响。如果电池不是临近没电应该没什么关系，现在稳压器供电供电范 ...

这个影响因素比较多，不一定是电源这条。
136+是设计没ldo，芯片也没内置ldo的。

dirtyacc · 发表于 2023-4-7 14:23:18

我试了几个表，很便宜的好像也不会受背光影响。如果电池不是临近没电应该没什么关系，现在稳压器供电供电范围很大

dayibalang · 发表于 2023-4-7 13:43:28

ksj197706 发表于 2023-4-7 11:11
我手上的万用表没有影响，但是有一块mmb3.0高精度信号发生器，开启关闭背光电压输出有几个字的误差，不知道 ...

我这个有可能是我改装过程中引起的。回头我再加个屏蔽或者优化飞线位置看看

rdfz · 发表于 2023-4-7 13:09:43

本帖最后由 rdfz 于 2023-4-7 18:38 编辑

dayibalang 发表于 2023-4-7 10:58
手册看7501纸面性能并不差，enob看非线性不应这么差，你这个的数据看起来是增益误差 ...

可以纠正一下吗
”ENOB 的计算公式为log2(FSR/Vnrms)，其中 FSR 为满量程输入电压(2*Vref/Gain)，Vnrms为rms Noise“
这是7501手册“表2. ADC 的 ENOB 和噪声电压 Vnrms“下的注释。
原则上ENOB是利用SNR计算出的，包括THD所以包括线性，但是低速sigma-delta并不用交流测量THD，而是测量短路噪声，不包括线性误差。
----------------
至于增益误差，假设以0V与6V为线性测量的两个端点，那么1V大概率略小于0.999V，误差1字多点，线性度0.02%，比标称直流精度0.5%小不少，0.5%/0.02%=25，和典型6.5位表（35ppm/1ppm)=35差不多。
按理说这个线性不差，不过我个人不接受3.5位表产生1字线性误差。

你能接受3.5位的线性误差吗

ksj197706 · 发表于 2023-4-7 11:11:36

我手上的万用表没有影响，但是有一块mmb3.0高精度信号发生器，开启关闭背光电压输出有几个字的误差，不知道是我这块有问题还是这表都有这共性

dayibalang · 发表于 2023-4-7 10:58:31

本帖最后由 dayibalang 于 2023-4-7 11:14 编辑

rdfz 发表于 2023-4-5 02:08
我的7501，0V～6V分别为0V 0.999V 2.000V 3.000V 4.000V 5.001V 6.002V，线性不好。
不过值得一提的是，7 ...

手册看7501纸面性能并不差，enob看非线性不应这么差，你这个的数据看起来是增益误差

ysg2k6 · 发表于 2023-4-7 09:37:40

苏州熊猫发表于 2023-4-4 11:22
我搞过15年的维修，当然也修电脑，甚至还修过电脑主板芯片级维修。

搞维修的时候主打使用的表示UT56，是一 ...

很好地诠释了工具的选择取决于用途

sdaviy · 发表于 2023-4-7 09:05:03

苏州熊猫发表于 2023-4-4 11:22
我搞过15年的维修，当然也修电脑，甚至还修过电脑主板芯片级维修。

搞维修的时候主打使用的表示UT56，是一 ...

所以就不用那么多位数的万用表了

laotuwsh · 发表于 2023-4-7 07:46:20

苏州熊猫发表于 2023-4-4 11:22
我搞过15年的维修，当然也修电脑，甚至还修过电脑主板芯片级维修。

搞维修的时候主打使用的表示UT56，是一 ...

说的非常中肯，我很赞同。

rdfz · 发表于 2023-4-5 02:08:16

dayibalang 发表于 2023-4-5 01:24
线性指的是在固定的一个量程内的。
6v和600v档的差异不属于线性的问题，它们之间的差异是分压网络造成的 ...

我的7501，0V～6V分别为0V 0.999V 2.000V 3.000V 4.000V 5.001V 6.002V，线性不好。
不过值得一提的是，7501的ADC噪声优于0660。
7501的sigma-delta ADC采样频率最高1.024M，1倍增益@OSR=16384时，也就是62.5sps（sinc3滤波器），RMS noise = 2.46 uVrms。若降低为典型的5sps，不考虑1/f噪声，RMS noise = 0.7 uVrms（sinc3）。
考虑1/f噪声，再把sinc3换算成sinc1，差不多1.5 uVrms，取6.6倍，得到10 uVp-p。
7501是sigma-delta OSR=128做的TRMS，原则上满量程输入范围至少是DC档6000字的1.414倍，假设mV档1.2V为满量程。那么10uV/1V=100000，如果不计较那几百ppm的线性误差和奇奇怪怪的漂移（或软件补偿一下），可以做成短期稳定的5.5位。。。。。。
哪家厂能给我们做个这样的玩具

隔壁的0660就没有这么强，ADC采样率400k，OSR=20000（20sps），RMS噪声10uV。换成5sps，p-p噪声有30uV了，噪声功率密度是7501的10倍，没意思。
另外，众仪的219与225，其实并没有利用ADC的整个输入范围，相反的，为了保证线性误差<100ppm，只把250mV作为满量程看待，而不是传统表的600mV甚至999mV，此时计算出的0660 30uV噪声对于250mV档，完美对应跳3字。

dayibalang · 发表于 2023-4-5 01:24:12

本帖最后由 dayibalang 于 2023-4-5 01:26 编辑

flying201807 发表于 2023-4-5 01:06
买了一个炮灰表是用的7501，精度不行，只能校到0.3%，电阻只能校一个点，一般是100K，电压也是一样，而且 ...

线性指的是在固定的一个量程内的。
6v和600v档的差异不属于线性的问题，它们之间的差异是分压网络造成的，也就是我前面回复的部分。我对内置分压电阻网络却只能校准一个量程这样的设计是有些微词的。我不觉得这个片上网络精度能达到外置电阻网络的性能

flying201807 · 发表于 2023-4-5 01:06:12

dayibalang 发表于 2023-4-4 22:24
晶华的sd75xx我还没机会把玩过。不好评价。
晶华的特点是芯片内置分压网络。这个方案虽然可以降低成本， ...

买了一个炮灰表是用的7501，精度不行，只能校到0.3%，电阻只能校一个点，一般是100K，电压也是一样，而且线性度不好，保证了600V精度，6V精度就差了，校准了6V，600V档就不好说了。这个芯片的二极管开路电压有3.9V，通断开路也有3V，用来维修挺好的，电路如有击穿短路，一测现形。

dayibalang · 发表于 2023-4-4 22:24:41

flying201807 发表于 2023-4-4 20:33
sd75xx完全满足维修需要，适当的二极管和通断开路电压，手自量程切换，这些功能有了，维修不成问题。讲精度 ...

晶华的sd75xx我还没机会把玩过。不好评价。
晶华的特点是芯片内置分压网络。这个方案虽然可以降低成本，如果软件支持分量程校准那么精度也有保障，但内置分压电阻的稳定性极端依赖于ic工艺。我没听说晶华掌握了晶圆薄膜电阻和片上校准的工艺。虽然这是20年前的先进模拟工艺……，纵观业内模拟芯片采用这个工艺的也不多，而且大部分还已经因为成本过高而停产了。还不知道sd75xx是否用了这个技术，扯远了

dayibalang · 发表于 2023-4-4 22:15:50

rdfz 发表于 2023-4-4 11:45
我的ACV ACmV无论是否开启背光，都没有底数
输入已短接

你的运气好。交流电压0底数不容易遇上。
我这个的交流电路改装过，飞线太多，还长，很难避免emi的影响。

dayibalang · 发表于 2023-4-4 22:11:51

傻木发表于 2023-4-4 21:01
这个可能与电池有关吧？
例如满电和接近低压报警时
快要低压报警时，再开灯，有可能影响测量结果吗？ ...

我这里讲的是电池没有问题的情形。
电池电量过低影响就大多了，特别是没有ldo的dmm芯片，会直接通过影响基准精度，影响所有档位精度。对于电源输入没有ldo的表，甚至过压也影响精度，要命的是，不像低压还有个告警，过压连个提示都没有。ut136+就是这样，刚充满的磷酸铁锂电池就不行，新的一次性铁锂电池也不行，都要用用降到3.6v以下再上表