Аналого-цифровой преобразователь

Наличие паразитных емкостей Cп1 и Сп2 может вызвать несимметрию показаний результата измерений равных, но разнополярных напряжений на аналоговом входе. Этот эффект проявляется в большей степени, если между выводами 35 {12} и 32 (9) приложено синфазное напряжение. Его механизм сводится к перераспределению зарядов между Соп, Cп1 и Сп2, из-за чего напряжение на Соп либо возрастает, либо уменьшается на некоторое значение в зависимости от полярности подключения конденсатора.

Несимметрия показаний преобразователя для напряжений вблизи конечной точки диапазона входных напряжений определяется соотношением:

где U’-синфазное напряжение (согласно рисунку 2.4.1, а). Эта погрешность особенно ощутима, если ИОН не соединен соответствующим образом с общей шиной. При соединении одного из выходов ИОН с выводом Общий и при Соп=0,1 мкф суммарная паразитная емкость Cп1+Сп2=5 пФ вызывает дополнительную погрешность за счет несимметрии показаний преобразователя не более 0,1 ед. счета.

Наличие синфазного входного напряжения между выводами 80 (7) и 32 (9) БИС приводит к появлению эффекта, подобного смещению нуля или пропуску кода вблизи нулевого значения характеристики преобразования. Его причиной становится наличие паразитных емкостей Спз и Сп4 при постановке АЦП на плату. Паразитная емкость в 10 пФ при Сак=0,47 мкф создает смещение нуля около 40 мкф. Этот эффект не проявляется, если вывод 21 (44) Общий соединен с выводом низкопотенциального аналогового входа 30 (7).

Влияние паразитных емкостей проявляется и в возникновении дополнительного заряда на конденсаторе Сак. Этот заряд становится источником погрешности преобразования, определяемой из соотношения:

где Uoинт-напряжение на выходе интегратора, соответствующее конечному значению диапазона преобразуемого входного сигнала; U-синфазное входное напряжение.

Эта же паразитная емкость может привести к неправильному определению полярности входного напряжения при малых (несколько единиц счета) его значениях. При переходе напряжения из отрицательной полярности в положительную наблюдается «скачок» отсчета. Если Синт=0,22 мкф, Сак=0,047 мкф, UIRN=2,0 В и Сп4==10 пФ, то эта погрешность может достичь 0,5 ед. счета. Аналогичный эффект создает паразитная емкость между выводами резистора Rинт. Для уменьшения этой погрешности необходимо применять элементы с минимальными размерами и оптимизировать их расположение.

Тщательная разработка конфигурации проводников на печатной плате позволяет уменьшить значения паразитных емкостей и ослабить их влияние на процесс преобразования. Одной из эффективных мер представляется защита выводов микросхемы дорожкой на печатной плате (рисунок 2.4.4)

цифровой термометр схема индикация

Рисунок 2.4.4 - Внешний вид защитной дорожки при постановке БИС АЦП К572ПВ2 на печатной плате

Рисунок 2.4.5 - Способы подачи тактовых импульсов на БИС АЦП К572ПВ2 I-от внешнего генератора; II - с использованием кварцевого резонатора, III - с помощью RC цепочки

При преобразовании сигналов, измеряемых относительно земли, выводы 30 (7), 32 (9) и 35 (12) микросхемы необходимо подключить к общей шине 21 (44).

При измерении сигналов, «плавающих» относительно земли, вывод 32 (9) следует присоединять к точке измеряемой схемы, обладающей максимальной емкостью относительно земли, при этом напряжение на дифференциальных входах не должно превышать допустимого значения.

Для достижения максимального подавления сетевой помехи тактовая частота должна выбираться кратной частоте сети: 40, 50, 100, 200 кГц. Конденсаторы Синт и Сак необходимо выбирать с низкой абсорбцией в диэлектрике. Рекомендуются конденсаторы типов К71-5, К72-9, К73-16, К73-17 и т.п. При работе с микросхемами необходимо соблюдать правила подачи электрических режимов и меры защиты, рекомендованные для других ИС серии К572. Не следует превышать предельные значения допустимых режимов: Ucc1=5,5 В, Ucc2=-8 В. Для проверки работоспособности выходных каскадов микросхемы предусмотрен контрольный вывод 37 (20). При подсоединении его к источнику питания Ucc1 на цифровом табло должно появиться значение -1888.

Лучшие статьи по информатике

Схемотехника параметрических, линейных и импульсных стабилизаторов напряжения постоянного тока
Для выполнения курсовой работы были выбраны две схемы источников вторичного электропитания с линейным и импульсным регулированием. Импульсное регулировани ...

Проектирование системы атмосферной оптической связи
В настоящее время на мировом рынке САОС прочно заняли определенную нишу, так как эта технология является вполне достойным конкурентом стационарной радиосвя ...

Технология изготовления электронно-лучевой трубки
Фокусирующая система может быть линзовой или зеркальной. Линзовые системы имеют сферическую аберрацию значительно, большую, чем зеркальные, но первые ко ...