Аналого-цифровой преобразователь

Предположим, что КН имеет некоторое напряжение смещения нуля Uсм.к. В результате компаратор напряжения прервет фазу РИ не в момент времени, когда выходное напряжение интегратора Uвых.инт.=0, а когда Uвых.инт/=Uсм.к. При отсутствии схемы ак это привело бы к ошибке в определении входного напряжения на Uсм.к. или на 2000 Uсм.к./Uинт. единиц счета. В рассматриваемой схеме благодаря ООС в течение фазы АК происходит заряд конденсатора Ситн до напряжения, равного Uсм.к. Этот компенсирующий заряд сохраняется неизменным в течение фаз ИНТ и РИ. В результате погрешность за счет Uсм.к. полностью устраняется. Аналогично устраняется влияние напряжения смещения нуля усилителей. В этом случае компенсирующий заряд накапливается на конденсаторах Сак, Синт. Погрешность за счет напряжения смещения нуля и его температурного дрейфа, приведенная к входу, не превышает для БИС К572ПВ2 (КР572ПВ2) 10 мкВ.

Более сложно происходит автокомпенсация заряда на конденсаторе Синт. если к моменту начала фазы АК на нем имеется неустановившийся заряд. Это может быть следствием задержки в срабатывании компаратора напряжения, задержки в восприятии выходного сигнала КН цифровыми схемами, связанной с ожиданием очередного тактового импульса, значительного заряда конденсатора Синт в фазе ИНТ из-за перегрузки АЦП входным сигналом. Задержка срабатывания компаратора напряжения постоянная и невелика по сравнению с длительностью тактов счета. Задержка в восприятии сигнала КН может иметь значение от 0 до 1 ед. счета. Поэтому нескомпенсированное напряжение на Синт не превышает, как правило, 1-2 ед. счета. Нескомпенсированное напряжение, возникающее в результате перегрузки преобразователя выходным сигналом, может иметь значение, эквивалентное сотням единиц счета, и сопровождается длительным переходным процессом.

Предположим, что к моменту перехода схемы в фазу АК на конденсаторе Синт имеется некоторое нескомпенсированное напряжение Uнк. При замыкании переключателя Ако.о.с (см. рисунок 2.4.1, а) это напряжение окажется приложенным ко входу ОУ интегратора (напряжение на входе КН в системе с ООС не может значительно отличаться от нуля, а конденсатор Сак не заряжен), и система окажется в разбалансированном состоянии. Это вызовет ток с выхода КН через конденсаторы Сак и Синт. Перезаряд этих конденсаторов будет происходить до тех пор, пока напряжение на выходе ОУ интегратора не станет равным нулю и система войдет в равновесное состояние.

Далее происходит разряд конденсаторов до напряжений, соответствующих смещению нуля усилительных устройств. Разряд осуществляется через резистор Rинт с постоянной времени tр=Rинт(Cинт.+Cак). Так как длительность фазы ИНТ tинт=RинтCинт, то по окончании фазы АК на конденсатор Синт остается часть Uнк. Остаточное напряжение в случае перегрузки преобразователя по входу определится из соотношения:

Для уменьшения погрешности, вызываемой нескомпенсированным напряжением, желательно выбирать Сак>Синт. В частности, при Сак/Синт==2 остаток напряжения будет менее 0,1Uнк. При работе преобразователя в линейной области остаточное напряжение на Синт не может быть больше 0,2 ед.счета.

Если на преобразователь подается входное напряжение, изменяющееся скачкообразно от значения, выходящего за пределы линейного участка шкалы, до значения, соответствующего этому участку, то в течение нескольких первых циклов преобразования остаточное напряжение на конденсаторе Синт может вносить значительную погрешность в измерение. Влияние перегрузки полностью устранится только через 4-5 периодов преобразования. Это свойство схемы АК преобразователей К572ПВ2 и КР572ПВ2 необходимо учитывать при использовании их в автоматизированных системах, если выходной код используется для записи информации в ЭВМ.

При эксплуатации микросхем К572ПВ2 и КР572ПВ2 могут наблюдаться некоторые другие погрешности, связанные с их схемотехническими особенностями. Эти погрешности образуются при увеличенных значениях паразитных емкостей монтажа относительно выводов Соп, Сак, Ссинт. На рисунке 2.4.1(а), критичные паразитные емкости монтажа показаны штриховой линией.

Лучшие статьи по информатике

Структура металл-диэлектрик-полупроводник
В МДП-транзисторе с поликремниевым затвором n-типа нужно рассчитать пороговое напряжение и построить диаграмму зависимости порогового Напряжения от кон ...

Проектирование светодиодного табло на микроконтроллере PIC16C84
светодиодный надежность Развитие микроэлектроники и широкое применение ее изделий в промышленном производстве, в устройствах и системах управления самыми раз ...

Полевые транзисторы и их применение
Актуальность темы. Полупроводниковые устройства, такие как диоды, транзисторы и интегральные схемы используются весьма широко в различных устройствах специа ...