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数字万用表原理及信号完整性问题

数字万用表原理
  数字万用表原理，如果要用电路原理图来解释说明，可能会显得很专业也很清晰，但是对于《电路学》学得不够好的人，理解起来就可能会显得很吃力。为此笔者为了能让更多人了解数字万用表原理，现作出简要的解释如下。数字万用表随着功能丰富性的提高，内置元器件的种类及内部电路结构会随之变得复杂，如对基准电压的精度、基准电阻的精度、运算放大器的性能等要求都会大大提高。以数字万用表测量直流电压为例，用户通过调整功能档至直流电压档位后，此时仪表内部使用一个 0.2 伏特的基准档，其余档位使用电阻分压。各个数字万用表生产商使用的电阻组合可能不一样，但一般都会采用同批次的电阻，这样使得测量误差（非人为误差）方向比较一致，对提高测量精度有很大的帮助，即使是那种低成本的数字万用表，在使用同批次的分压电阻后，它的测量精度也能保证在 0.1% — 0.5% 之间。

信号完整性疑问
  信号完整性疑问是近些年才被日益重视起来的，因为在过去的集成电路还属于“低速时代”，电平的跃变时信号上升时间较长，一般情况下能达到几个纳秒级别。连接各个元器件的互连线对整个电路的影响也可以忽略不计，因此信号完整性的疑问没有受到关注。但随着电子技术的发展，特别是随着 IC 输出开关的发明，电平的跃变时信号上升时间往往发生在皮秒级别。这样导致以前很多忽略不计的“小疑问”瞬间都变成了影响信号质量的“大疑问”。从近些年来，英特尔公司不断推出低功耗的处理器可以看出，追求低功耗使得内核电压越来越小，已经成为一个发展趋势。内核电压的减小使得系统对噪声的容忍度近乎苛刻，为此信号完整性疑问目前已经成为了业界一大课题。

  信号完整性疑问如果从广义上说，它是电路设计中互连线及电子元器件之间引起的所有疑问，我们所关注的是互连线及电子元器件的电气特性与数字信号相互作用后，信号的质量会受到多大影响。这些影响包括反射、串扰、噪声、回弹、衰减、时序、振铃、电磁辐射、电磁干扰等。

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