4.4 Источник опорного напряжения

Наличие в разрабатываемом устройстве источника опорного напряжения (ИОН) обусловлено тем, что для работы АЦП необходим источник фиксированного с высокой точностью напряжения, значение которого зависит от применяемой микросхемы АЦП. Остановим свой выбор на микросхемеAD780 фирмыAnalogDevices, т.к. уровень её выходного напряжения соответствует уровню, который необходим АЦП (+2,5V), также данная схема обладает очень высокой точностью, широким диапазоном рабочих температур и в ней имеется возможность программировать значение выходного напряжения.

Основные параметры:

Программируемый выход: +2,5В или +3В (pin)

Точность выходного напряжения: ±0,04% (±1 мВ)

Температурный дрейф: 3ppm/C

Потребляемый ток: 1ма

Выходной ток: 10 мА

Тип корпуса: PDIP,SOIC

В качестве аналогов можно привести следующие схемы:

AD584, который обладает чуть более низкой точностью ±0,05% (±1,25 мВ) при прочих равных параметрах

ADR03, с низкой точностью ±0,1% (±2,3 мВ), но в более компактном корпусеTSOT-5

4.5 Стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения необходим для того, чтобы улучшить качество напряжения питания микросхем измерительной части устройства, что в конечном итоге, приводит к увеличению точности. В данном устройстве будем использовать микросхемы 78L05 и 78L12, так как нам необходимо получить стабилизированное напряжение двух уровней: +5В и ±12В соответственно.

Основные параметры:

Минимальное входное напряжение: 7,8В (14,2В)

Максимальное входное напряжение: 30В

Выходное напряжение: 5В(12В)

Потребляемый ток: 5мА

Максимальный выходной ток: 100мА

Тип корпуса: TO-220

4.6 Элемент гальванической развязки

Гальваническая развязка необходима для гальванического разделения измерительной и интерфейсной части устройства с целью предотвращения попадания помех на измерительное оборудование. Классической реализацией гальванической развязки является применение оптронов, но оптрон характеризуется потреблением большого тока, поэтому наиболее оптимальным является применение новейших микросхем гальванической развязки фирмыAnalogDevicesADUM14xx.

Для реализации данного устройства применим микросхемы ADUM1400 (четыре канала с односторонней проводимостью) иADUM1402(две пары разнонаправленных каналов).

Основные параметры:

Напряжение питания: от 4,5В до 5,5В или от 2,7В до 3,6В

Максимальная скорость: 90Мбит/с

Потребляемый ток от 2,8мА (при скорости до 2 Мбит/с) до 100мА (при 90Мбит/с)

Задержка: 32нс

4.7 Dc/dc преобразователь

DC/DCпреобразователь предназначен для получения необходимых уровней напряжения питания для измерительной части устройства, а также для гальванической развязки измерительной части по “питанию” и “земле”. При выборе конкретной микросхемыDC/DCпреобразователя необходимо в первую очередь рассчитать максимальный ток нагрузки данного элемента, а для этого просуммируем входные токи элементов, которые подключаются кDC/DCпреобразователю. Полученный результат сведём в таблицу:

Микросхема	AD407	AD622	AD780	AD7895	78L12	78L05	ADUM1400 (10Mbs)	ADUM1402 (10Mbs)
Входной ток, мА	0,5	1,5	1	4	5*2	5	3,5	7

Итого суммарный потребляемый ток составляет: 32,5 мА

Следовательно, необходимо подобрать такой DC/DCпреобразователь, который обеспечивает выходной ток не менее 33 мА, а ещё лучше с небольшим запасом.

Среди множества подобных устройств остановимся на микросхеме P10CU0515ZфирмыPeakElectronics.

Основные параметры:

Мощность: 2Вт

Входное напряжение: 5В

Выходное напряжение: ±15В

Максимальный выходной ток: ±67мА

Температурный диапазон: от -40 до +85С

Тип корпуса: SIP

Среди аналогов подобного устройства можно выделить микросхему TMH0515DфирмыTraco, выходной ток которой равен ±65мА при более узком температурном диапазоне.

Продукцию фирмы Tracoотличает высокая надёжность и соответственно более высокая цена.