Рейтинг
10.34
голосов: 9

О блоге

Теория работы цепей, элементов. Методики расчета цепей. Выбор элементов и измерение параметров.

Администраторы (1)

Модераторы (0)

Модераторов здесь не замечено

Читатели (97)

Melted_Metal _YS_ Tabke XANDER WildCat kest Vga Alatar mzw kalvenolt Reverb grand1987 DrGenius kvm labor neiver Leopoldius rumkin LuckyLex akaChewy

Все читатели блога

Оценка эффективности теплоотводов для микросхем на примере Orange Pi Zero

        Начиная с недавнего времени, в интернет-магазинах стали появляться керамические радиаторы, которые, по заявлению продавца, эффективнее на 800% (!) чем алюминиевые или медные. Конечно, цифры очень сомнительные, но я решил заказать и проверить, сравнив их с другими теплоотводами.


Читать дальше

Схема преобразователя несимметричного сигнала в дифференциальный с использованием дифференциального усилителя

Перевод глав руководства по АЦП от Texas Instruments. Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи (впервые на русском языке).


Рисунок 23.



Описание решения
Схема, приведенная на рисунке 23, демонстрирует возможности управления дифференциальным АЦП c преобразованием биполярного несимметричного сигнала в однополярный полностью дифференциальный сигнал (для получения дополнительной информации об этих и других типах сигналов, обратитесь к обучающим материалам TI PrecisionLabs, раздел «Типы входных сигналов SAR АЦП»). По сравнению с несимметричными моделями, полностью дифференциальный АЦП имеет вдвое больший динамический диапазон, что улучшает характеристики преобразователя по переменному току. Многие системы, например, эхолоты, расходомеры и системы управления двигателями, выигрывают от более высокой производительности дифференциального АЦП. В зависимости от конкретных спецификаций и требований конечной системы, соответствующие формулы расчетов и алгоритм выбора компонентов для данной схемы могут варьироваться. Для получения дополнительной информации о подобных схемах, работающих с однополярным входным сигналом, читайте статью «Преобразование несимметричного сигнала в дифференциальный для однополярных сигналов».


Читать дальше

Цепь контроля высоковольтной аккумуляторной батареи на основе 18-разрядного дифференциального АЦП

Перевод глав руководства по АЦП от Texas Instruments. Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи (впервые на русском языке).

Исходные данные к описываемому решению представлены в таблицах 13 и 14


Описание решения
Данная схема (рисунок 16) передает входной биполярный сигнал ±20 В на дифференциальный вход полностью дифференциального АЦП в диапазоне ±4,8 В, что находится в пределах линейного диапазона усилителей. Значения в разделе выбора компонентов могут быть скорректированы с учетом различных уровней входного напряжения.



Данная реализация схемы применима в устройствах точного измерения напряжения, таких как анализаторы аккумуляторных батарей, оборудование для тестирования аккумуляторов, ATE и выносные радиоблоки (RRU) в беспроводных базовых станциях.

Таблица 15. Спецификации упрощенной версии схемы контроля


Рекомендуем обратить внимание
  1. Определите линейный диапазон операционного усилителя на основе характеристик синфазного сигнала, размаха выходного напряжения и линейного коэффициента усиления напряжения. Это описано в разделе выбора компонентов.
  2. В качестве конденсаторов на пути прохождения измерительного сигнала используйте конденсаторы COG для минимизации искажений. В данном примере конденсаторы Cf1, Cf2, Cf3, Cf4, Cfilt1 и Cfilt2 должны быть типа COG.
  3. Используйте пленочные резисторы 0,1% 20ppm/°C или выше для снижения дрейфа коэффициента усиления и для минимизации искажений.
  4. Серия видеороликов от PrecisionLabs посвящена методам анализа ошибок. Рекомендуем ознакомиться с видео “Statistics Behind Error Analysis”, чтобы узнать, как минимизировать ошибки усиления, смещения, дрейфа усиления и улучшить шумовые характеристики.
  5. Серия обучающих видеороликов “TI Precision Labs – ADCs” посвящена методам выбора элементов для цепи фильтра Rfilt и Cfilt. Данные параметры компонентов зависят от полосы пропускания усилителя, частоты дискретизации преобразователя данных и конструкции самого преобразователя. Приведенные здесь значения позволяют получить хорошие показатели установления сигнала и динамические характеристики для выбранных моделей усилителя и АЦП. В случае изменения дизайна выберите другой RC-фильтр. Ознакомьтесь с обучающим видео «Введение в выбор компонентов для входных каскадов SAR АЦП», в котором представлена дополнительная информация по выбору RC-фильтра для получения наилучших характеристик по установлению сигнала и переменному току.


Выбор компонентов, формулы расчета, передаточные характеристики.

Новые методы уменьшения дрейфа нуля в малошумящих АЦП Texas Instruments


Двухступенчатая стабилизация прерыванием в выпущенных компанией Texas Instruments новых АЦП ADS1235 позволяет снизить до минимума долговременный и температурный дрейфы напряжения смещения и достичь высокой точности в измерительных цепях современных прецизионных цифровых приборов и универсальных аналоговых каналов.

Доказывать высокую точность дифференциальных методов измерений уже давно нет необходимости, поскольку это подтверждено десятилетиями практической эксплуатации многих поколений самого разнообразного метрологического оборудования. Действительно, переход от определения абсолютной величины контролируемого параметра к измерению разницы между действительным и эталонным значениями позволяет проводить измерения с точностью, ограниченной на практике лишь техническими возможностями существующей элементной базы.

Главной отличительной особенностью дифференциальных датчиков, например, на основе мостов Уитстона, является малая величина выходного напряжения, которая при полном уравновешивании измерительного контура равна нулю. Таким образом, чем меньше уровень сигнала, который может быть отслежен узлом обработки сигнала, тем лучше можно сбалансировать измерительную систему, следовательно, тем более высокий класс точности будет иметь прибор. Однако при измерении слабых дифференциальных сигналов возникает ряд проблем, главная из которых – наличие напряжения смещения (Offset Voltage – дифференциальное напряжение на входе, при котором выходное напряжение равно нулю). Добавляясь к полезному сигналу, напряжение смещения ограничивает его минимально различимое значение и, следовательно, снижает точность проведения измерений (рисунок 1).

Рис. 1. Влияние напряжение смещения на уровень выходного сигнала

Причиной появления напряжения смещения в первую очередь является несовершенство элементной базы, особенно полупроводниковых компонентов. При дальнейшем уменьшении уровня рабочих напряжений количество факторов, влияющих на величину этого параметра, становится настолько большим, что уже с трудом поддается анализу, а тем более контролю. Так, например, при работе с сигналами меньше 1 мВ на точность измерений может повлиять даже «неправильный» винт в клеммной колодке для подключения датчика, который вместе с «неправильным» проводом создаст условия для появления термо-ЭДС в месте контакта двух разнородных проводников.


Читать дальше

Способ прямого согласования входа АЦП (SAR) без буферного усилителя

Перевод глав руководства по АЦП от Texas Instruments. Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи. (впервые на русском языке.).

Схема сопряжения выходов датчиков напрямую со входом АЦП последовательного приближения (SAR). В таких устройствах как датчики параметров окружающей среды, газовые детекторы, детекторы дыма или пожара входной сигнал изменяется очень медленно, и выходное напряжение датчика сэмплируется на довольно медленных скоростях (около 10 кГц). В подобных системах выход датчика может быть непосредственно сопряжен со входом SAR АЦП без использования промежуточного предусилителя, что позволит добиться уменьшения размеров устройства и снизить его стоимость.

Сопряжение выхода датчика напрямую с SAR АЦП
На рисунке ниже показана типичная схема сопряжения датчика непосредственно со входом SAR АЦП без использования предусилителя. Блок «Датчик» представляет собой схему Тевенина, эквивалентную выходу датчика. Источник напряжения VTH — это напряжение эквивалентной схемы, а внутреннее сопротивление генератора RTH — импеданс эквивалентной схемы. Документация большинства типов датчиков содержит модель Тевенина, из которой можно легко вычислить значение импеданса серии.



Рекомендуем обратить внимание:
— Определите импеданс источника для входного сигнала. Вычислите постоянную времени RC-цепи импеданса источника входного сигнала и фильтрующего конденсатора (известное значение).
— Определите минимальное время захвата, необходимое для того чтобы входной сигнал установился для заданной комбинации импеданса источника и фильтрующего конденсатора.Используйте конденсаторы COG для минимизации искажений.
— Используйте пленочные резисторы 0,1% 20 ppm/°C или резисторы с еще лучшими характеристиками для снижения дрейфа коэффициента усиления и минимизации искажений.

Выбор компонентов для формирования входного сигнала АЦП

Расчет и моделирование дифференциатора

Cхема дифференциатора выполняет дифференцирование входного сигнала в частотном диапазоне, определяемом постоянной времени и шириной полосы пропускания ОУ (см.рисунок).



Входной сигнал подается на инвертирующий вход, поэтому выходной сигнал имеет обратную полярность. Идеальная схема дифференциатора является принципиально нестабильной и требует дополнительного входного резистора, конденсатора в цепи обратной связи или и того, и другого одновременно. Компоненты, обеспечивающие стабильность схемы, приводят к ограничению рабочего частотного диапазона.

Рекомендуем обратить внимание:
  • Чтобы использовать конденсатор С1 меньшей емкости, следует выбирать резистор R2 с большим номиналом;
  • Для фильтрации ВЧ-шумов можно подключить дополнительный конденсатор параллельно с резистором R. При этом конденсатор уменьшит диапазон рабочих частот в 3,5 раза (половина декады) по сравнению с полосой пропускания ОУ;
  • Регулируемый источник опорного напряжения может быть подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя. Это позволит схеме работать с однополярным питанием. Опорное напряжение может быть получено с помощью делителя напряжения;
  • Для уменьшения искажений следует работать в линейном рабочем диапазоне напряжений ОУ. Этот диапазон обычно определяется в схеме с разомкнутой обратной связью (AOL).

Расчет и моделирование схемы>>
  • 0
  • 27 декабря 2018, 18:51
  • DIHALT

Среднечастотный частотомер на AVR. Часть 3, + милливольтметр.

  Это продолжение предыдущих частей "Часть1, динамическая индикация" и "Часть2, статическая индикация".
  В первой части я посетовал, что в ATmega8A при занятой памяти менее 10% почти не осталось свободных ножек. Во второй части я эту проблему решил с помощью внешнего контроллера дисплея. Осталось придумать, куда использовать освободившиеся ножки и неиспользованную память.
  Для измерительного генератора эти ресурсы могут быть применены при осовременивании схемы. Например замены переменного резистора настройки на инкрементальный энкодер, замены механических переключателей на управление реле или бесконтактными ключами и т.д. Это все индивидуально для каждой схемы. Но как правило измерительный генератор имеет регулируемый по напряжению выход. Контролировать уровень напряжения на нем также желательно. А у нас как раз остались незадействованными 6 каналов ADC (для PDIP, в корпусе TQFP их 8). Поэтому введем в программу второй канал измерения, измерять будем напряжение на входе ADC.


Читать дальше

Среднечастотный частотомер на AVR. Часть 2, статическая индикация.

  В первой части статьи рассматривался вывод на дисплей с динамической индикацией. В этой будет рассмотрен вывод на дисплеи со статической индикацией. Как правило это достигается применением внешнего контроллера дисплея.


Читать дальше

Среднечастотный частотомер на AVR. Часть 1, динамическая индикация.

  Давно хотелось иметь функциональный генератор с приличными характеристиками и не фантастической сложностью. Поэтому на Ali был прикуплен чип XR-2206, поиском по инету найдена схема генератора — XR-2206 5Hz to 300kHz Function Generator. Конструкция достаточно хорошо проработана и описана.
  Собственно к схеме генератора претензий нет, некоторые вещи я бы сделал по другому, но это потом в процессе изготовления. Мне сразу не понравилась цифровая шкала генератора (там же, страница 2). Его программа представляет сборку из скетчей Arduino, я их не понимаю и не горю желанием изучать. Да и применение ATmega328 мне показалось неоправданно жирным. Короче решил спроектировать свою цифровую шкалу на ATmega8A. Результат представляю вашему вниманию, код написан на ассемблере AVR в среде AVR Studio 4.19.


Читать дальше

РАСЧЕТ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВ АВИОНИКИ топик-ссылка

В пособии рассматриваются методические вопросы проектирования импульсных источников питания: выбор магнитных материалов, расчет магнитных и ключевых элементов. Описывается применение специализированных программ для автоматизированного проектирования источников питания.