CN0217用12位阻抗转换器实现高精度阻抗测量参考设计

在现代电子工程领域，精确的阻抗测量对于确保设备性能和可靠性至关重要。随着技术的进步，工程师们不断寻求更精确、更高效的阻抗测量方法。近期，ADI公司推出的CN0217参考设计引起了业界的广泛关注，它利用12位阻抗转换器AD5933/AD5934实现了高精度的阻抗测量，为电子测量技术带来了新的突破。

CN0217参考设计的核心在于其独特的信号链优化。传统的阻抗测量方法往往受到输出阻抗、直流偏置不匹配等因素的影响，导致测量精度下降。而CN0217设计通过一系列创新的电路配置，有效解决了这些问题。

首先，CN0217设计采用了低输出阻抗的缓冲放大器，如AD8605/AD8606/AD8608系列CMOS运算放大器。这些放大器在AV=1时输出阻抗小于1Ω（最高100kHz），远低于AD5933/AD5934的输出阻抗（通常为200Ω）。这种设计大大减少了输出阻抗对测量精度的影响。

其次，CN0217设计巧妙地解决了发射级和接收级直流偏置不匹配的问题。AD5933/AD5934的输出电压范围具有不同的偏置电压，而其I-V接收级固定偏置在VDD/2。为了解决这一问题，CN0217设计引入了一个简单的高通滤波器，消除了发射级的直流偏置，并将交流信号重新偏置至VDD/2，从而在整个信号链中保持直流电平恒定。

此外，CN0217设计还优化了I-V转换级。通过选择具有低偏置电流和失调电压规格、出色CMRR的外部分立放大器，提高了I-V转换的精度。这种优化对于实现高精度阻抗测量至关重要。

CN0217参考设计的这些创新不仅提高了阻抗测量的精度，还扩大了测量范围。根据测试结果，该设计能够在低至10.3Ω至高达数百kΩ的范围内实现精确测量。这对于需要在宽阻抗范围内进行精确测量的应用，如生物医学传感器、工业过程控制等领域，具有重要意义。

值得注意的是，CN0217设计还提供了灵活的校准选项。通过选择接近未知阻抗的校准电阻RCAL，可以进一步提高测量精度。对于更大的未知阻抗范围，可以使用多个RCAL电阻，并通过外部开关进行切换。这种灵活性使得CN0217设计能够适应各种不同的测量需求。

总的来说，CN0217参考设计代表了阻抗测量技术的一个重要进步。它不仅提高了测量精度，还简化了测量过程，为工程师们提供了一个强大而灵活的工具。随着这项技术的进一步发展和应用，我们有理由相信，它将在电子工程的多个领域发挥越来越重要的作用，推动整个行业的技术进步。