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本帖最后由 dayibalang 于 2020-4-28 22:16 编辑
这个论坛上不少改万用表的帖子,大约看下来最多的是改9999,改晶振,改锂电。
最近因为改晶振和几位坛友怼了起来,那么就在此把改频的影响分析一下。其实都是基础知识算是做了回搬运工吧
手持万用表的adc主要两大类:积分式和∑-Δ,这两种结构速度都不快,但为什么偏偏选这两种结构?因为精度高,抗干扰。尤其是后者,在充满电磁干扰的实际使用中如果尾数乱跳那么分辨率和精度无从谈起。有人在改完晶振后声称量直流能同时能看到直流中的交流波动这其实是干扰。
日常环境中最大的干扰来自于市电,用一根导线接到示波器上就可以直观看到50Hz的干扰。世界上电网主要是50Hz和60Hz两种频率。如果细心的看万用表说明书会发现还有400Hz,因为在有些场合为了降低变压器重量是用的是频率更高的400Hz,比如飞机上。所以万用表必须对这三个干扰频率进行有效抑制。具体原理我没必要重复,只谈一下改频的影响。
先说积分式。这个图是双积分式ADC的抑制比,为了和∑-Δ的坐标相一致我做了翻转。
右侧箭头处我标出的是厂家给出的设计(400Hz没有画出),为了同时抑制50Hz,60H和400Hz。厂家选择100ms的积分时间。这是能同时抑制三种干扰的最短时间。
右侧箭头处是改8MHz晶振把频率加倍后对50Hz的抑制比,显然不仅降低了抑制比,甚至还降到了第二差的点上。但这个改动对60Hz的抑制就没有影响,所以如果你在日本如果在关西就没有啥影响,在关东就影响大大的。一个国家都有可能电网频率不一样更何况国际,所以厂家设计时是要全面考虑得的。
那对于就在中国国内50Hz电网使用的人来说也不能改了吗?当然不是,只是不能瞎改。对照图上显然是可以的,这几个频率是20MHz, 10MHz, 6.667MHz, 5MHz,这几个频率挺尴尬的,5MHz只速25%,却损失了60Hz抑制,6.6667的49s晶振极其难买,10M又超的太多芯片能不能工作需要尝试,为了不影响精度同时还要做外围电路修改,频率要乘2/5居然还是个分数,20M我就不多说了想改自己撞大运去吧。
再说∑-Δ结构的。这个的工频抑制在于数字滤波。本质都一样坛友们自己看吧。额外要说明的是∑-Δ结构提供了更大的灵活性,如果不在乎差模抑制比,只是想把速度提高其实连晶振都不用换,改个寄存器的配置就行,换晶振带来的频率电容蜂鸣器问题也都根本不会产生。
最后,改不改频率,怎么改,是占了便宜还是丢了西瓜,是聪明还是露怯,各位自己判断,还是那句话这都是基础我只是搬运工,技术无止境,敬畏之心不可无。
祝新冠早日结束,祝坛友身体健康。
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