бираємо значення ємності, тоді:
Вибираємо значення ємностей зі стандартного ряду:
.2 Розрахунок перетворювача імпедансу
Перетворювач імпедансу повинен передавати неспотворене напруга на вхід наступного блоку для більш точної передачі вхідної напруги обумовимо, що такий ПІ якісно і просто виконати на операційному підсилювачі.
Для забезпечення виконання умов ТЗ, в приладі для забезпечення даних меж вимірювань повинно присутніми два підсилювальних каскаду з коефіцієнтом посилення 10 (так як для малих напруг нижня межа 1мВ а верхній 1В, тобто з'явиться можливість посилення в 1000 разів).
У загальній схемі мультиметра присутній 1 перетворювач імпедансу (ІП). Він забезпечує трансформацію високого вхідного опору в мале вхідний опору підсилювача. В якості ПІ найбільш часто використовують повторювач напруги на польовому транзисторі з глибокою ООС. Схема якого показана на малюнку
.3 Розрахунок підсилювача AD2
Підсилювач призначений: для перетворення рівнів вимірюваних напруг до рівнів діапазону вхідних значень аналого-цифрового перетворювача, тобто до рівнів, що не перевищує 2 В; для забезпечення високого вхідного опору і малих вхідних струмів вольтметра
Зробимо розрахунок підсилювача
Схема підсилювача зображена на малюнку 4.3 Резистори R8, R10, R12 - подстроєчниє. Значення резисторів підбираємо відповідно зі стандартного ряду значень.
Необхідно забезпечити коефіцієнти підсилення До 1 =5; До 2 =50; До 3 =500.
Розрахунок підсилювача:
Резистори R6 - R12 забезпечують необхідний коефіцієнт передачі сигналу.
;
Задаємо значення R6=1 кОм, звідси R7 + 0,5R8=5 кОм. Вибираємо найближче стандартне значення для R7=4,7 кОм. Тоді для здійснення діапазону регулювання коефіцієнта посилення в межах, приймаємо значення R8=0,6 кОм, тоді R9 + 0,5R10=50 кОм,
Вибираємо найближче стандартне значення для R9=47 кОм. Тоді для здійснення діапазону регулювання коефіцієнта посилення в межах, приймаємо значення R10=6 кОм.11 + 0,5R12=500 кОм. Вибираємо найближче стандартне значення для R11=499 кОм. Тоді для здійснення діапазону регулювання коефіцієнта посилення в межах, приймаємо значення R12=2 кОм.
Опір R13 розрахуємо за формулою (4.3):
(4.3)
Звідси.
.4 Розрахунок аналого-цифрового перетворювача
Аналого-цифровий перетворювач (АЦП) ADC1203Y призначений для перетворення аналогової вимірювальної інформації в цифровий код.
Схема АЦП представлена ??на Малюнку
АЦП тимчасового типу має розімкнений структуру і заснований на зіставленні перетворювача інтервалів часу Тх з деяким зразковим Т0. Час перетворення АЦП цього типу є змінним і визначається вхідною напругою. Його максимальне значення відповідає максимальному вхідному напрузі і при розрядності двійкового лічильника N і частоті тактових імпульсів fтакт одно
пр.макс=(2N - 1)/fтакт.
Тимчасова діаграма даного АЦП представлена ??на малюнку
Вхідний рівень сигналу аналого-цифрового перетворювача 0 ... +5 V.
Загальна похибка аналого-цифрового перетворювача складається з похибок квантування (gкв) і нелінійності (gн). При чому обидві з похибок приймаються рівними половині загальної похибки. Задавшись похибкою аналого-цифрового перетворювача 0,01% отримаємо що gкв=gн=0,005%.
Виходячи з того що gкв приймаємо 0,025% за формулою (4,4):
(4.4)
де n - розрядність АЦП;
Можемо визначити мінімально необхідну розрядність аналого-цифрового перетворювача. Необхідна розрядність аналого-цифрового перетворювача n=12. Таким чином, аналого-цифровий перетворювач приладу повинен мати розрядність не менше 12. Так як зменшити похибка АЦП.
· m - число розрядів, які визначає максимальне число квантів АЦП N мах=2 m=2 12=4 096;
· U оп - опорна напруга;
· h - квант АЦП рівний (h=U оп/N мах=1/4096=0,0002).
· d д - статична диференціальна нелінійність АХ, обумовлена ??так само, як і у ЦАП.
В даному випадку дисперсію D [d] помилки квантування d знаходять як
;
;
Якщо максимальна різниця (при рівномірному квантуванні) між істинним значенням повідомлення і квантованим значенням...
