1 - Пристрій вибірки-зберігання
7. ВИБІР СХЕМИ УПРАВЛІННЯ
Пристрій управління є «ядром» схеми, воно керує всіма компонентами, а також забезпечує перемикання режимів.
У даній схемі в якості пристрою управління застосований мікроконтролер PIC18F4455 (рис.12). Його характеристики дані в додатку. Таке рішення дозволяє зробити систему гнучкою, зменшити енергоспоживання і кількість корпусів мікросхем.
Рис. 12 - Мікроконтролер PIC18F4455
Управління всіма мікросхемами, вибір режимів і тактирование визначаються програмою мікроконтролера. До входів OSC1 і OSC2 підключається кварцовий резонатор на частоту 4 МГц. Також між цими висновками і землею підключаються два конденсатори ємностями 22 нФ.
Мікроконтролер має вбудований USART, висновки RC6 і RC7 після програмування грають ролі TX і RX інтерфейсу USART.
Для підвищення надійності схеми вставлена ??гальванічна розв'язка, побудована на двох мікросхемах HCPL - 0710 (опис в додатку).
Рис. 13 - Гальванічна розв'язка
Вхід і вихід мікросхеми HCPL - 0710 мають індивідуальні висновки для живлення, що дозволяє легко узгодити логічні рівні сигналу.
8. РОЗРАХУНОК ПОХИБОК
Похибки залежно від виникнення поділяються на:
. Методична - походять від недосконалості методу вимірювань.
. Інструментальні - походять від недосконалості засобів вимірювань.
Похибки засоби вимірювання залежать від зовнішніх умов (впливають величин), тому їх прийнято ділити на основну та додаткову. Основний похибкою засоби вимірювання називають похибка в умовах, прийнятих за нормальні для даного засобу. Додаткові похибки засобу вимірювань виникають при відхиленні впливають величин від нормальних значень.
Залежно від вимірюваної величини похибки засобу вимірювань поділяють на адитивні і мультиплікативні.
Адитивні (абсолютні) похибки не залежить від вимірюваної величини. Мультиплікативні (абсолютні) похибки вимірюються пропорційно вимірюваній величині.
Відносна основна похибка:
Розрахуємо похибки кожної ланки схеми окремо.
Похибка вхідного повторювача:
. Погрішуність (адитивна) від напруги зсуву нуля:
2. Похибка (мультиплікативна) коефіцієнта підсилення:
Похибка ФНЧ:
а) напруги зсуву:
duсм=* 100% =%
б) похибка коефіцієнта підсилення:
? К=1-0,999999=0,000001
? К =? К/К * 100%=0,0001%.
в) Похибка (мультиплікативна) від розкиду опорів резисторів:
Похибка ПВЗ:
. Похибка встановлення вихідного сигналу (мультиплікативна)
. Похибка напруги зсуву:
Усувається регулюванням.
. Похибка від розкиду опорів резисторів:
Похибка ЦАП:
. Похибка напруги зсуву:
. Похибка повної шкали:
Зменшується підбором опору резистора RSET підключається до входу FSADJ ЦАП.
. Похибка квантування:
Цю похибку можна зменшити підбираючи опір резистора Rset підключається до входу FSADJ ЦАП.
Похибка компаратора:
. Похибка нечутливості:
Похибка випрямного каскаду
а) напруги зсуву:
duсм=* 100% =%
Мультиплікативна похибка:
Похибки напруги зсуву нуля операційних підсилювачів усуваються регулюванням, похибка коефіцієнта посилення вхідного повторювача і ФНЧ малі, тому їх можна не враховувати.
Для знаходження основної сумарної похибки АЦП візьмемо до уваги, що має місце нормальний закон розподілу статистичної ймовірності. Отже, підсумкова похибка буде обчислюватися за формулою:
;
;
Похибка розробленого АЦП 0,4/0,08 що відповідає технічному вимогу, по якій похибка повинна бути 0,5/0,1.
ВИСНОВОК
У цій роботі розроблений АЦП послідовного наближення з наступними технічними характеристиками:
вхідний опір - 6,5 МОм;
частота дискретизації 1,9472 МГц;
клас точності 0,5/0,1;
число каналів 7;
розрядність 8.
Розроблений АЦП має можливість працювати як від внутрішнього генератора, так і від зовнішнього. Режим перетворення може бути одноразовим або циклі...
