double arrow

Температурный дрейф

Опорное напряжение

Шум

Шум, который наблюдается при попадании входного сигнала в точку изменения кода на характеристике преобразования и приводит к мерцанию выходного кода, часто не специфицируется в справочных листах на АЦП. Даже АЦП с высоким разрешением (16 и более разрядов), где такой шум преобладает благодаря малому размеру дискрета, шум не специфицируется. Иногда размах шума может достигать нескольких дискретов. Для подавления шума необходимо взятие и усреднение ряда выборок входного сигнала. Количество усредняемых выборок определяется его размахом и желаемой степенью подавления. Улучшение точности определяется квадратным корнем из числа выборок, например, при усреднении 16 выборок размах шума уменьшается в 4 раза.

Одной из наибольших потенциальных причин возникновения погрешности в АЦП является источник опорного напряжения. Часто встроенные в микросхему АЦП источники опорного напряжения не специфицируются должным образом. Рассмотрим три основных механизма возникновения погрешности: температурный дрейф, шум и изменение напряжения при вариациях нагрузки.

Температурный дрейф – наиболее часто указываемая в спецификациях характеристика. Для примера отметим, как температурный дрейф опорного напряжения отражается на характеристиках АЦП (Рис.1.7). У 12-разрядного АЦП для обеспечения точности в пределах расширенного индустриального диапазона температур (-40°C - +85°C) дрейф опорного напряжения не должен превышать 4 ppm/°C. К несчастью не существует АЦП со встроенными источниками опорного напряжения, обеспечивающими такую стабильность. Если сузить рабочий диапазон температур до 10°C, то допустимую нестабильность можно повысить до 25 ppm/°C, однако и это требование трудно выполнимо для встроенных источников опорного напряжения. Макетирование часто не выявляет значительности этой погрешности, поскольку элементы для прототипа часто берутся из одной партии и производственный разброс не принимается во внимание.

Для некоторых систем точность опорного источника несущественна, поскольку в них температура стабилизируется, исключая проблемы дрейфа. Другие системы используют относительные измерения, где погрешность опорного источника устраняется, поскольку напряжение возбуждения датчика используется в качестве опорного для АЦП (Рис.1.8). Поскольку напряжение возбуждения и опорное возбуждение дрейфуют одинаково, влияние дрейфа исключается. Есть системы, в которых возможно проводить калибровку настолько часто, что дрейф опорного напряжения исключается. А некоторые системы вообще не требуют абсолютной точности, достаточно относительной точности.


Сейчас читают про: