数字电压表拓扑的制作方法
【专利摘要】本发明公开了数字电压表拓扑。系统能包括两个输入端子，例如HI和LO，和浮置电路，浮置电路在物理上与输入端子分离并且包括增益放大器。浮置电路能够被电连接到第二输入端子的导电外壳围绕。浮置电路还能够在从到增益放大器和浮置电路接地的第一和第二输入端子接收的输入信号之间进行切换。
【专利说明】数字电压表拓扑
【背景技术】
[0001 ] 这些年来，某些数字电压表(DVM )设计已改善了输入信号观测时间，但还同时引入了对输入放大器反馈的失调(offset)漂移的灵敏度(sensitivity)，因此限制了产品的性能。例如，某些毫微伏DVM已使用测量零周期(measure zero cycle)来去除输入放大器的失调。在此类DVM中，通常在被施加于输入放大器的输入情况下进行的测量之后继之以是在被施加零情况下进行的测量。该差因此去除输入放大器的失调，但是零周期是并非花费在测量输入信号上的时间。
[0002]其他设计已使用反向输入放大器，该反向输入放大器使其在每次测量之间的失调相反。因此，通过对两次相邻测量求平均，输入放大器的失调被抵消，并且能够在两次测量期间观测输入，由此减少噪声。然而，输入放大器的反馈的失调漂移未被抵消，并且因此限制了单元的性能。
[0003]因此，仍需要在去除对反馈失调漂移的有害灵敏度的同时保持高观测时间的设计。
【发明内容】
[0004]本公开技术的实施例一般性地专注于低压电压测量设备，其包括两个输入端(HI和L0)和在保护屏蔽内的浮置(floating)数字电压表(DVM)。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1不出根据本公开技术的某些实施例的数字电压表(DVM)电路拓扑的不例。
【具体实施方式】
[0006]本公开技术的实施例一般性地专注于具有良好观测效率并抵消输入放大器的失调以及其反馈失调的拓扑。
[0007]图1不出根据本公开技术的某些实施例的数字电压表(DVM)电路拓扑100的不例。DVM电路拓扑100包括浮置低噪声DVM 120和两个输入端子(在此为HI输入端102和LO输入端104)，该输入端子可被导引至浮置DVM 120的增益放大器122的正输入端或浮置DVM120的浮置电路接地，例如在这两者之间切换。
[0008]在所示示例中，可将浮置DVM 120电连接到具有任一极性的输入端子102和104。预充电或缓冲放大器106可用来允许在例如没有大的电荷泵出(pump-out)的情况下使输入端102和104与浮置DVM 120之间的连接反向。所示缓冲放大器106使其输入端连接到第一输入端子102且其供应端(supply)被参考至第二输入端子104，以便允许任一浮置电路输入端在第一端子被连接到该浮置电路输入端之前被预充电至几乎等于第一端子电压的电压。
[0009]在所示示例中，导电外壳(conductive enclosure)或保护屏蔽101围绕DVM电路拓扑100的大部分，尤其浮置DVM 120，并被电连接到第二输入端子104，使得除第二输入端子104 (例如LO输入信号)之外，在浮置DVM 120与任何电路或部件之间实际上不存在电容。导电外壳101可由金属或任何其他适当导电材料制成。
[0010]在所示示例中，浮置DVM 120可具有与LO电源140电耦合的电路GND型(GND-based)电源144，其还可与大地(earth)GND型电源142电耦合。在备选实施例中，可使用许多其他电源装置(arrangement)中的任何一个,只要用于浮置DVM 120的供应端不引入到大地GND型电路元件的显著耦合即可。
[0011]在所示示例中，例如，模数转换器(ADC) 130被配置成向诸如所示的第一光耦合部件132之类的孤立通信装置提供输出。还可使用诸如所示的位于保护屏蔽101外部的第二光耦合部件134之类的第二孤立通信装置。如以上所论述的备选电源装置一样，所示孤立通信装置的备选应集中于在浮置DVM 120与大地GND型电路元件之间所引起的耦合仅仅是微不足道的那些。
[0012]已参考所示实施例描述并说明了本发明的原理，将认识到的是，在不脱离这样原理的情况下可在装置和细节方面修改所示实施例，并且可将其以任何期望方式组合。并且虽然前面的论述集中于特定实施例，但可预期其他配置。特别地，即使在本文中使用诸如“根据本发明的实施例”等表述，但这些短语意图一般性地参考实施例可能性，并且并不意图将本发明局限于特定实施例配置。如本文所使用的那样，这些术语可参考能被组合到其他实施例中的相同或不同实施例。
[0013]因此，鉴于对本文所述实施例的多种变更，本详细描述和伴随材料意图仅仅是例示性的，并且不应被理解为限制本发明的范围。因此，根据本发明所请求保护的是可在随附权利要求及其等同的范围和精神之内出现的所有此类修改。
【权利要求】
1.一种系统，包括: 第一输入端子； 第二输入端子；以及 在物理上与第一和第二输入端子分离的浮置电路，所述浮置电路包括增益放大器并且被电连接到第二输入端子的导电外壳围绕，其中，所述浮置电路被配置成:在从到增益放大器和浮置电路接地的第一和第二输入端子接收的输入信号之间进行切换。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，第一输入端子被配置成接收HI输入信号，并且进一步地，其中第二输入端子被配置成接收LO输入信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，导电外壳由金属制成。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括缓冲放大器，所述缓冲放大器的输入端被连接到第一输入端子且其供应端被参考至第二输入端子，所述缓冲放大器被配置成:允许任一浮置电路输入端在第一端子被连接到该浮置电路输入端之前被预充电至几乎等于第一端子电压的电压。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括模数转换器(ADC)，所述模数转换器(ADC)被配置成向第一孤立通信装置提供输出。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，第一孤立通信装置包括光耦合部件。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，第一孤立通信装置与第二孤立通信装置耦合。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，第一和第二孤立通信装置每个都包括光耦合部件。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，第二孤立通信装置位于保护屏蔽外部，所述保护屏蔽被配置成在物理上围绕浮置电路。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括第一孤立电源和第二孤立电源，所述第一孤立电源被配置成从大地GND型电源向基于第二端子的电路提供功率，并且所述第二孤立电源被配置成从所述第一孤立电源的输出端向浮置电路提供功率。
【文档编号】G01R19/25GK104133106SQ201410105766
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】W.C.格克 申请人:基思利仪器公司