2. Рекомендации по использованию ацп

Соблюдение некоторых простых правил при использовании АЦП будет гарантией того, что мы получим от него наибольшую отдачу.

Используйте полный входной диапазон АЦП. Если входной сигнал изменяется только от 1 до 3,5В при использовании АЦП с входным диапазоном 0...5В, погрешность преобразователя фактически удваивается. Чтобы предотвратить это неоправданное ухудшение рабочих характеристик преобразователя, используйте предварительное масштабирование сигнала для обеспечения максимально возможного соответствия диапазона его изменения и входного диапазона АЦП.

Используйте хорошие источники опорного сигнала. Температурный и временной дрейфы опорного сигнала проявляются как погрешность усиления и поэтому должны удерживаться на минимальном уровне. Прецизионный интегральный источник опорного сигнала — хороший выбор для большинства применений.

Обращайте внимание на скорость изменения входного сигнала. Изменения входного сигнала в течение времени преобразования приводят к погрешности усиления в АЦП последовательного приближения. Если характер изменения входного сигнала непредсказуем, используйте УВХ. Модели УВХ общего назначения довольно дешевы. Используйте высококачественные полипропиленовые или полистирольные конденсаторы в качестве запоминающих конденсаторов в УВХ.

Применяйте отдельные общие провода для цифровых и аналоговых схем. Цифровые сигналы создают большие выбросы тока на общих проводах. Общие провода аналоговых и цифровых компонентов схемы должны быть отдельными и должны соединяться только в одной общей точке.

Добивайтесь минимизации помех и не забывайте о нагрузочных характеристиках схем. Стремитесь к уменьшению погрешностей входного аналогового сигнала, вызываемых земляными контурами, синфазными наводками и другими помехами, с помощью технических приемов, описанных в гл. 2. Вводите адекватное шунтирование (танталовый конденсатор емкостью 10мкф — для пульсаций и керамический конденсатор емкостью 10 или 100нФ – для импульсных помех) каждой ТТЛ ИС в цифровой части схемы. Не нагружайте управляющие линии более чем двумя ТТЛ БИС или используйте буферные схемы. Буферные схемы имеются на выходе большинства АЦП, но может потребоваться дополнительная буферизация, если выходные линии, по которым передаются данные, имеют достаточно большую длину или если к выходу АЦП подключено несколько других устройств.

(дополнительный материал: ЛР №4 ”ИИС на примере контроллера SSJKS4. Исследование работы АЦП”.)

5. Применение унифицирующих преобразователей.

Основное назначение унифицирующих преобразователей связано с приведением аналоговых измерительных сигналов к диапазону стандартных значений (например установленных ГОСТ 9895-78 и ГОСТ 26013-81). Применение унифицирующих элементов расширяет возможности использования ИИС, делает их более универсальными. В то же время выполнение некоторых операций унификации сигналов (в частности, масштабирование) связано с введением дополнительных погрешностей в конечный результат измерения и контроля.

Основные функции, выполняемые унифицирующими элементами, сводятся к линейным (установление нуля, температурная компенсация, масштабирование) и нелинейным (линеаризация) преобразованиям сигналов от измерительных цепей с датчиками, а также к уменьшению влияния на них помех.

Унифицирующие преобразователи могут быть индивидуальными, связанными с одним датчиком, и групповыми, работающими с несколькими измерительными цепями. Групповые унифицирующие элементы обычно используются в системах, имеющих коммутаторы сигналов измерительных цепей. При применении групповых унифицирующих элементов особенно важно, чтобы выполнялись условия правильного согласования их точностных и динамических характеристик с характеристиками коммутатора и других элементов измерительного тракта.

(см. также масштабные усилители, амплитудные ограничители, формирователи импульсных сигналов, триггеры Шмидта…)