Применение АЦП КР572ПВ5

Для повышения точности измерения рекомендуют подключать один из выводов источников измеряемого и образцового напряжения к аналоговому общему проводу. Тем не менее представляет практический интерес дифференциальное подключение входов преобразователя к соответствующим источникам, когда ни один из входных выводов не соединен с общим проводом. При этом синфазное напряжение на входе может принимать любое значение от нуля до Uпит.

Выходной сигнал идеального электронного устройства не зависит от синфазного напряжения на его входе. О таком устройстве говорят, что оно полностью подавляет синфазное напряжение помехи. У реального устройства подавление синфазного напряжения не бывает полным, а это приводит к разного рода погрешностям.

Подавление синфазного напряжения на входах преобразователя КР572ПВ5 по паспорту равно 100 дБ, но не указаны допустимые его границы, при которых АЦП еще сохраняет указанную точность. Поэтому пределы синфазного напряжения входов Uвх и Uобр были определены экспериментально. Напряжение Uобр выбрано равным 100 мВ, Uвх - 195 мВ, тактовая частота - 50 кГц, Синт - 0,22 мкф, Rинт - 47 кОм. Для такого сочетания параметров напряжение Uинт на выходе интегратора DA2 и на конденсаторе Синт к концу этапа ЗИК, рассчитанное по формуле (1), равно 1,55В.

Эксперимент заключался в том, что с помощью двух стабилизированных источников питания варьировалось синфазное напряжение одного из входов и по показаниям табло индикатора оценивалась погрешность измерения напряжения. Синфазное напряжение другого входа и значения Uвx и Uобp при этом оставались фиксированными посредством резистивных делителей. Затем таким же образом был исследован и другой вход.

В ходе эксперимента выяснилось, что синфазное напряжение входа Uобр можно менять в полном интервале питающего напряжения при условии Uo6p < 2 В и сохранении указанной полярности (рис. 3). Напряжение на каждом из входных выводов не должно выходить за пределы интервала.

Со входом Uвх дело обстоит сложнее. Здесь следует рассмотреть два случая.

Если входной сигнал имеет полярность, соответствующую рис. 1 и 3, напряжение на выв. 31 должно быть меньше (отрицательнее), чем на выв.1, не менее чем на 0,6 В. Это определено диапазоном линейной работы ОУ DA1 как повторителя. В конце этапа ЗИК напряжение на выходе интегратора DA2 (выв. 27) становится на Uинт меньше, чем на выв. 30. Соотношение уровней напряжения на выводах иллюстрирует диаграмма на рис. 5,а - жирная линия в правой нижней части.

С приближением синфазного напряжения входа Uвх к нижней границе интервала Uинт начинает сказываться нелинейность работы ОУ DA2. Для ОУ на транзисторах КМОП диапазон линейной работы ОУ близок к полному напряжению питания, поэтому напряжение на выв. 30 должно остаться большим, чем на выв. 26, на значение Uинт плюс небольшой запас (около 0,2 В) - вторая жирная линия в левой нижней части рис. 5,а.

При противоположной полярности входного сигнала напряжение на выходе интегратора на Uинт выше, чем на выв. 30 (рис. 5,б), поэтому именно оно определяет допустимое напряжение на выв. 30 вблизи верхней границы напряжения на выв. 1. Экспериментально определено, что запас также не должен быть менее 0,2 В, поэтому для Uинт = 1,55 В разность Uвыв.1 - Uвыв.30 должна превышать 1,75 В.

Рис.5

С приближением синфазного напряжения входа Uвх к напряжению на выв. 26 вновь основную роль начинает играть допустимый диапазон линейной работы ОУ DA1. Минимально допустимая разность Uвыв.1 - Uвыв.26 - около 1 В (рис. 5,б).

Таким образом, жирные линии показывают крайние положения суммы Uинт+Uвx на координатной оси напряжения как при одной, так и при другой полярности Uвх.

Из полученных результатов следует вывод, что для измерения напряжения сигнала, синфазная составляющая которого максимально близка к напряжению на выв. 1, источник сигнала следует подключать в полярности, показанной на рис. 1 и 3. Если синфазная составляющая близка к напряжению на выв. 26, полярность подключения надо сменить на противоположную. При переменной полярности измеряемого напряжения для получения возможно более широких пределов допустимого синфазного напряжения можно уменьшить напряжение Uинт на выходе интегратора, например, до 0,5 В увеличением емкости конденсатора Синт или сопротивления резистора Rинт в соответствии с формулой (2).

Другие стьтьи в тему

Расчет и конструирование схемы параллельного регистра на триггере CLD - типа
Одним из основных достижений микроэлектроники является создание на основе фундаментальных и прикладных наук новой элементной базы - интегральных микросхем. Развитие вопросов проектирования и совершенствование технологии позволило в короткий срок создать высокоинтегрированные функциона ...

Разработка приемника системы персонального радиовызова
Системы персонального радиовызова позволяют передавать вызов и необходимый минимум информации одному человеку или группе людей независимо от места их нахождения. Первоначально системы персонального радиовызова функционировали с радиусом действия, ограниченным территорией или помещения ...