优化高精度直流电压测量：速度与精度的平衡

"该文探讨了高精度直流电压测量的优化方法，强调了测量精度、分辨率与实际容许误差的关系，以及如何在速度与精度之间找到平衡。文章指出，传统优化技术包括使用高精度放大器和高速测量设备，但稳定延迟时间和信号噪声之间的矛盾关系对测量性能至关重要。电路带宽的选择直接影响测量的稳定时间和噪声水平，过低或过高的带宽都会导致测量问题。文章还提到了DUT、放大器和电阻产生的噪声，以及如何通过样本数量和有效噪声带宽来控制测量误差。稳定延迟时间受元件如滤波器电容的电介质吸收等因素影响，而稳定目标的设定也会影响测量时间。" 在高精度直流电压测量中，测量精度和分辨率是两个关键指标。通常，测试工程期望测量装置的分辨率远高于容许误差，但实际上，测量系统的整体性能需要考虑到稳定延迟时间、信号噪声、带宽限制以及测量设备的驱动电路等多个因素。优化这些参数对于实现快速且准确的测量至关重要。 文章指出，高精度放大器和高速测量设备虽能提高测量性能，但它们并不足以解决所有问题。电路的带宽选择尤为关键，因为带宽决定了噪声水平和稳定延迟时间。理想的带宽应使得系统能够在允许的误差范围内快速稳定，同时保持足够的信号质量进行平均处理。过窄的带宽会延长测量时间，而过宽的带宽则会导致噪声增加。 测量过程中，DUT、放大器和电阻的噪声都会影响结果的准确性。放大器的电压电流噪声和电阻的JOHNSON噪声需要通过有效噪声带宽进行管理。根据测量容许误差，可以确定需要多少样本来达到一定的置信水平，从而保证测量的重复性。 此外，稳定延迟时间的计算要考虑电路中可能存在的问题，如元件的稳定时间（如压摆率有限）和电介质吸收。设置合理的稳定目标值也很重要，过于苛刻的目标可能会导致测量时间动态增加，特别是随着步进大小的变化。 高精度直流电压测量的优化是一个涉及多个相互关联因素的过程，需要综合考虑带宽选择、噪声管理、稳定时间以及测量目标设定等方面，以确保在保证精度的同时，尽可能缩短测量时间。