46. К1108пп1 в режиме пнч. Структура, работа, специфические погрешности и их компенсация. Микросхема к1108пп1
Работает
ПНЧ таким образом. При подключении
положительного Uвх
напряжение на выходе интегратора DA1
уменьшается. RS-триггер
при этом находиться в состоянии «0»,
ключ S1
подключен к выходу DA1,
а ключ S2
замкнут на конденсатор С2. Ток I1
служит нагрузкой для DA1,
причем на его выходное напряжение не
влияет (Rвнутр
генератора ),
генератор тока I2
замыкается через ключ S2
на землю. Когда напряжение на выходе
интегратора DA1
уменьшается до нуля, срабатывает
RS-триггер
в состояние «1». Такое переключение
эквивалентно запуску одновибратора:
ключ S1
переключает ток I1
на вход интегратора DA1,
а ключ S2
размыкается. При этом ток I2
разряжает конденсатор С2, и когда это
напряжение сравнивается с -UR,
срабатывает второй компаратор DA3,
который возвращает RS-триггер
DD1
в состояние «0». Пока конденсатор С2
разряжается, ток I1
подавался на инвертирующий вход
интегратора DA1
м напряжение на его выходе возрастает.
Затем снова срабатывает компаратор
DA2,
переводящий RS-триггер
в состояние «0» и процесс повторяется.
Очевидно, что точность преобразования
ПНЧ зависит от стабильности внутренних
параметров: опорного напряжения –UR,
отношения токов
и точности его поддержания в широком
диапазоне рабочих температур, стабильности
внешних элементов-R1
и C2.
Фактически
длительность выходного импульса
одновибратора, в течении которого
интегрируется Uвх.
и ток ген-ра I1
опред-ся:
.
Так как есть заряд-разряд конденсатора,то
при организации цикла на нем должен
выполняться баланс зарядов:
,
.Приняв,чтоUвх=const
в течении одного цикла интегрирования,
получим:
Высокая
линейность функции преобразования ПНЧ
на основе 1108ПП1 достигается при достаточно
высокой скважности выходных импульсов
одновибратора:
,
где Т – период следования выходных
импульсов ПНЧ, Т1 – длительность выходного
импульса одновибратора. В диапазоне
выходных частот 0-10кГц погрешность
нелинейности зависимостиfвых=f(Uвх)
при этом условии не превышает 0,01%.
Если требуется преобразовать в частоту отрицательное напряжение, то его нужно подавать на неинвертирующий вход DA1 (вывод 14), а левый конец резистора R1 – заземлить. Однако при этом DA1 начинает работать с большими значениями синфазных сигналов на своих входах и погрешность нелинейности обычно увеличивается в 1,5-2 раза (резко уменьшается КОСС в инвертирующем включении DA1). Схема включения К1108ПП1 в режиме преобразования отрицательного Uвх=0-10В в частотном диапазоне fвых=0-10кГц с типовым выходным каскадом имеет вид:
47. Дельта-сигма ацп. Принципы построения, особенности работы, основные свойства и применение
Σ-Δ-АЦП являются сравнительно новым классом приборов, в кот. удается заметно снизить уровни квантования, используя собственно цифровое интегрирование. Главным является существенное уменьшение влияния шумов квантования ЦАПа.
- Фактически
сработает от выброса
Мах частота смены входного кода ЦАПа зависит от уровня шумов квантования: это влияние выбросов и нечеткость установления уровней ступеней. Ниже этих шумов задать ступень квантования нельзя. Соот-но разрядность АЦП с использованием такого ЦАПа ограничена.
При назначении fд
во много раз больше, чем это требуется
по Котел. (передискретизация), возможно
существенное уменьшение собственных
шумов электронной структуры. (обычно
превышение в 128 или 256 раз)
Принцип Гетти
Чувствительность h/4
Исп. только 1разрядный ЦАП (компаратор) реализовать цифровое интегрирование с ВЧ преобразованных входных уровней сигналов.
Структура такого АЦП имеет след. вид
Поток импульсов с С-выхода компаратора поступает на вход счетчика - дециматора (прореживателя). Uоп м.б. сделано сколь угодно мало. Для одноконтурного Uоп=h. Может быть использовано до 3 контуров.
Пусть входной сигнал Uвх представляет собой постоянное напряжение. В этом случае напряжение на выходе интегратора колеблется по треугольному закону вокруг нулевого уровня, который задается подключением инвертирующего входа компаратора к общей точке схемы. Выход компаратора управляет 1-разрядным ЦАП, роль которого играет комбинация D-триггера и переключателя полярности опорного напряжения. Выходное напряжение ЦАП (+Uоп, -Uоп) в качестве напряжения отрицательной обратной связи поступает на вход сумматора. Эта обратная связь обеспечивает равенство среднего значения напряжения на выходе ЦАП входному напряжению.
В самом деле, среднее напряжение ЦАП определяется плотностью «единиц» в потоке однобитных данных, поступающем с выхода компаратора. Если входной сигнал приближается к + Uоп в потоке бит увеличивается количество «единиц» и уменьшается число «нулей». Аналогично при приближении входного сигнала к -Uоп число «единиц» уменьшается, а число «нулей» возрастает.
Для формирования выходного кода такого преобразователя необходимо каким-либо образом преобразовать последовательность бит на выходе компаратора в виде унитарного кода в последовательный или параллельный двоичный позиционный код. В простейшем случае это можно сделать с помощью двоичного счетчика.
У такого АЦП 2 крупных недостатка:
Сравнительно узкий частотный диапазон входных сигналов. У лучших f<=4 КГц, у многоразрядных f<=1 КГц. Однако, большинство природных сигналов и выходных сигналов датчиков разных ФВ лежат в этих пределах ( до 1 КГц)
Нужна хорошая цифровая фильтрация. Сложно для производителей