Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи 7

В данной главе описывается, как расширить диапазон входных напряжений SAR АЦП со встроенным аналоговым входным блоком (AFE) и снизить потери точности за счет применения метода двухточечной калибровки.



Схема представленная на рисунке:



расширяет доступный диапазон входных напряжений ADS8598H с собственным диапазоном ±10…± 40 В (таблица 27).



Это позволяет использовать более широкий входной диапазон напряжений без применения дополнительной аналоговой схемы понижения напряжения; вместо этого используется простой делитель напряжения для взаимодействия с AFE АЦП, понижающий напряжение на входе преобразователя. Для устранения возможных ошибок применяется соответствующий метод калибровки.

Также рекомендуем обратиться к статье «Уменьшение влияния внешнего RC-фильтра на погрешности усиления и дрейфа для интегрированного AFE» («Reducing effects of external RC filter circuit on gain and drift error for integrated analog front ends (AFEs): ±10V»), где представлена аналогичная конфигурация с разъяснениями, как оценить вклад дрейфа от внешних компонентов. Расширение диапазона входных напряжений АЦП оказывается полезным в задачах разработки конечного оборудования, включая многофункциональные реле, модули аналоговых сигналов переменного тока и блоки управления для железнодорожного транспорта.

Рекомендуем обратить внимание:
  • Используйте резисторы с малым дрейфом, чтобы снизить ошибки, вызванные температурным дрейфом, например, 50 ppm/°C с допуском 1% или выше. Обратите внимание, что стоимость высокоомных (от 1 Мом и выше) прецизионных резисторов с малым дрейфом может быть сравнительно высокой.
  • Для подобной конфигурации может понадобиться входной фильтр. Установка такого фильтра сразу после мощного входного сопротивления может привести к ошибкам из-за токов утечки конденсатора. Альтернативная схема с фильтрующим конденсатором на входе приведена далее.


Выбор компонентов

Внутреннее сопротивление преобразователя составляет 1 Мом, внешний резистор выбирается на основе требуемого расширенного диапазона входных напряжения (Vin), в данном случае это ±40 В. Такой внешний резистор образует входной делитель напряжения с внутренним сопротивлением устройства, понижая входное напряжение в пределах диапазона входного сигнала АЦП ±10 В.

Преобразуем уравнение делителя напряжения, чтобы найти значение для внешнего резистора. Эта же формула 1 может далее использоваться для расчета ожидаемого значения VinADC из входного напряжения:

Решаем уравнение, находя значение внешнего резистора для желаемого расширенного диапазона входного напряжения. Vin = ±40 В, Rin = 1 МоМ (формула 2):



Ширина входного диапазона напряжений может принимать различные значения, в зависимости от используемого значения внешнего резистора (таблица 28).



Далее в статье некалиброванные измерения и расчет процентной точности, затем двухточечная калибровка с измерением параметров, а также ряд альтернативных схем и их расчет.
  • 0
  • 21 июля 2019, 23:57
  • DIHALT

Комментарии (0)

RSS свернуть / развернуть
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.