hhis16 (Исскуство схемотехники), страница 4

но за более явзкукз пен) О Выходной сигнал пропорционален среднему значеню вхолногк напряженна Ба )фвкснрованном ББ.1Пзвал» времени Бшез риронлния Выбирая зно 1. шпервал В)земсни равнык1 критик м) пеп1ьзлз сстс. во. О напрчжепня. можно еле 1азь преобразователь всчувствигезьным к фон) пере менного зока Гн) Гц )н езо зармоинк) Ба входном сигнале рез.

лзпируюпия чувсз.- Влтельность к сиыза жм знзмех ках фракция оз часгозы гпжазана на рис. РА55 )интервзш инте. рированяя 0.1 сз Такое лолавлсняс сетевых помех 'застоз.ой 60 1'ц требуе: точногкз управленнл временем интегрирования. поскольку 654 Глана 9 цопрлженне ннфравых н аналоговых снгнллав 655 Аснм лил ил~не«Н 56 40 56 10 й 1 10 106 1006 чмшы гд Рнс Ч55 Палл»пенне помех лнгл~рнрцпнл1ы АЦП ошибка в доли процента тактовой частоты приведет к неполному устранению фона. Одной из возможностей реализации является применение кварцевого резонатора. В разд.

9.29 вы познакомитесь с изящным методом синхронизации работы интегрирующего преобразователя с частотами, кратными частоте сетевого иа. пряжения, для обеспечения полно~а подавления фона. Недостатком преобразования с интегрированием по сравнению с гюследовательным приближением является невысокая скорость преобразования. Двухстадийиое интегрирование. Этот изящный и очень распространенный способ избавлжт вас ат большинства проблем, связанных с конденсатором и компаратаром н присущих адностадийнаму интегрированию Принцип преобразования иллюстрируется рис.

9.56. Сначала в течение фиксированного интервала времени происходит заряд конденсатора |оком, точно пропорпиональным входном уровню: зазем конденсатор разряжается постоянным током ла тех пар. 1юка на- лл'~ын лл ееллл:л:.'.Еы Рнг Л 56 Цих . *~втхсглллинп. *прель»лег»хны пряжение на нем вновь не станет равным нулю Время разряда конденсатора буде пропорционально входному уровню, она используется для тога. чтобы привести в дейагвнс счетчик. на который подаютс„ тактовые импульсы фиксированной часта гы Окончательное состояние счетчика бу дет пропорциональна входному уровню; т.е.

эта и есть цифровой выход. С помощью двухстадийного интегрирования можно даби гься очень хорошей точности, не предъявляя слишком жест. ких требований к стабильности компонен. тов. В частности. стабильность емкости конденсатора может быль не высокой, поскольку циклы заряда и разряда происходят со скоростью, обратно прапор.

циональной емкости Более тога, ошибки дрейфа и смешения компаратора компен сируются благодаря тому, чта каждый цикл преобразования начинается и заканчивается на одном и том же напряжении, а в некоторых случаях и с одинаковым наклоном. В самых точных преобразователях циклу преобразования предшесз- '~,г вует цикл «автокоррекции нуля».

в течение которого на вход преобразователя подается нулевои сигнал Поскольку иа тгой фазе используется тот же интегратор н компаратор. вьнитание выходного лечения «ошибки при нулем из результата последуюше~о измерения позволяет коМ- пенсиравать ошибки. связанные с измерениями вблизи нуля Однако прн этом ве ",:,"'-";;", провсхолнг коррекция ошибок по всей шкн ~е Заметьте, чта в двухстадийном преабразованни не предъявляются жесткие треаавання!лаже к аетате вахтовых импуль сав, 1ак как фиксированный интервал еремеям на первой фазе измерении фармиру" ется нз тех же -.ак:, оных нмпу льсав.

като" рьн. нс1за Гьзгются „- зн 1е;.а в прямом направлешщ Если частота так~оных импульсов уменьшится на 10л, ~а начаньпыи наклон б)де~ на 10'л выше иар мальна1с а время спада на 10":, ,выра. стет. 1аь как измерение осугцествзяется га закзовыы меткам а нх час; а1а связи" тась на 10", па сравненшо с нормальнаи. окончательное состояние счетчика будет тем же самым: В двз хстаднйном преабра теле с ав1окоррекциеи нуля жесткие ования к стабильности предъявляют'йн только к току разряда Г!рецизионные ~~анониме источники тока и напряжения )Здучить довольно просто. причем в этом е преобразователя масштабный каэфустанавливается регулируемым онным током.

З При выборе компонентов для двухста ого преобразования ориентируитесь "' 'высококачественный конденсатор с миной остаточной поляризацией динка (эффект «памяти»; см. модель рис. 4.42)-полипропиленовые. полиные или тефлоновые конденсаторы ;-'Этом отношении лучше. Хотя эти консаторы и не являются поляризованныИх внешнюю фольгу следует подклю к низкоимпеданснои точке (выход ационного усилителя интегратора) минимизации ошибок величины А 'С выбирайте таким образом, чтобы " ользовать весь аналоговый диапазон тора.

На высокой частоте тактоимпульсов разрешающая способность ется, однако при сильном увеличе'частоты период тактовых импульсов т стать короче времени отклика комтора. :.При использовании прецизионного стадийного преобразователя (как. чем, и любага препизианнога преаб'' вателя) важно исключить цифровые ехн на пути прохождения аналоговых ов. Преобразователи обычно снабтся для этих целей раздельнымн вы,'Цамн «аналоговой земли» и «цифровой ». Во многих случаях на цифровых одах полезна поставить буферы (ока. октальньФ формиравазель '244 с состояниями, работшашнй та.щка с штывании выхода) лля та1 ~ . чтобы тъ преобразователь о~ цифровых ов микропроцессорной гцнньг (см.

дующую главу) В крайнем случае, для о чтобы «отгородиться» ат помех очень язвой» шины. можно нспальзова1ь краны. Постараитесь обеспечизь соагующую развязку по питанию на ИС образователе Постарайтесь не вна помех в конечной критическая точке егрирования. где линейное изменение достигает точки переключения компаратора некоторые преобразователи, например,допускаю~ проверку конца преобразования путем считывания выходного слова; не гюльзуйтесь этим! Лучше используите отдельную соответствующим образом изолированную линию ЗАНЯТО. Двухстадийное интегрирование находит широкое применение в цифровых универсальных измерительных приборах, а также в преобразовательных модулях с разрешающей способностью от 10 до 18 разрядов.

Там, где не требуется высокое быстродействие, этот способ обеспечивает хорошую точность и высокую стабильность при низкой стоимости и обладает превосхолной помехоустойчивостью к сетевым (и другим) помехам. Используя модуль на основе двухстадийного интегрирования. вы получаете наивысшую точность при заданных затрат ах. При увеличении входного сигнала коды цифрового выхода возрастают строго монотонно. Дельта-сигма-преобразователи. Сущесгвует несколько методов А,'Ц-преобразования, в основе которых лежит принцип неитрализацни входного тока (среднего) сигнала с помощью перекзпочаемого внутреннего источника така или заряда. На рис.

9.57 показана функциональная схема дельза-сигма-преобразователя. Вхалнае напряжение поступает на интегратор. выходной сиги щ которого сравнивается с любым фиксированным напряжением. например нулем. В зависимости ат выходного сигнала компаратара импуль. сы 1ока фиксированной длительности (зз е с фиксированным прирасюм заряла) подключаются прн кажлом изменении 1ак~авых нмпульсон либо к суммируюгцему входу лнба к земле, чга позволяет поддерживать не левой суэцкий з ок на суммирукгщем входе. 01а .

пргшцнп уравновсп|ивання Счетчик атстеживае~ число импульсов подключения к суммирую1цему входу в пределах некатарога заланно- 1 а числа тактовых импзльсав. допустим. 4096 Полученное числа буде~ прапорпиана льна срелнему входному уровню за 4096 такз овых импульсов. т. е эта и будет выходным кадом. В дельта-сигма-преобразователях маж- Сопрахссиис сифроаых и анадогоанх сигиалоа 657 Ъ56 Гзааа 9 ГГЙЮь асма Граьс "шикан дь СГСГ ЬЬ зск Рн.

9 ЬК Преелразсаазедь ааасяж'иия ь засзсзг с грааисьешиааиием заряды. Рьг;СГССЬМ СМЬГЬ Ри' 9 5' Дьдь но использовать также импульсы тока. сформированные с помоГцью резистора и стабильного эталонноГ-о напряжения, поскольку суммируюшая гочка находится фактически на уровне погенциала земли В этом случае необходима. чтобы сопротивление замкньтого кгпоча было меньше последовательного резистора и егь Озкло. пения не вызывати дрейфа.

АЦП с коммутируемым конденсатором. С методом выравнивания заряда тесно связаьг метод ис распредс.гением заряда, накопленного на конленсагорсь нсн А ГЦ- преобразования с ькоммугнр.смым коньевсато(Гом к В ззсГМ методе с ггомошыо пернолически понг оряюшег оса заря за коцленсагора Оз стабильного гзГГГлоннОГО напряжения шжластся заряд опресгслсн- БОБ Вс.Гичины,,аГсм п(зОБсхолиз (.Вз(зя:Г Ба суммнруюгп)ю со гку Как Б ранее, к ВыхОгьу ивгсГ Грато(за БГззьГГючси кОмгга- ГГВ:Г*(з КОГО(зый уггравэяст чиГ-ГГ:ГОБ псрс ключеция конленса, Ора Зз о мего. ОбГадае' опрслс Гсннымн прсз мГнцествамн л гя схем с питанием ос ОлБОГ о Бото шика Напряжения. Босколькз лсйсгвьюшьго Г:огярность .:.арала. ГгьзрсгльваеьГОГ ь: Гп коньенсагора к суммируюшсй точке.