Схема мониторинга аккумулятора с высокой токовой нагрузкой: 0…10 A, 0…10 кГц, 18 бит

Данная схема с однополярным питанием способна измерять ток, протекающий через токоизмерительный резистор, в диапазоне ±0,50…±10 A (см.рисунок). Усилитель тока позволяет работать со входными синфазными напряжениями 0…75 В. Дифференциальный усилитель преобразует входной однополярный сигнал в выходной дифференциальный ±5 В. Дифференциальный сигнал поступает на АЦП последовательного приближения с частотой выборки до 1 MSPS. Изменяя номиналы компонентов, можно влиять на величину дифференциальных токов. Данная схема используется в различных приложениях, требующих точных измерений, в том числе – в системах мониторинга аккумуляторов, в тестовом оборудовании и в радиопередатчиках базовых станций.



Рекомендуем обратить внимание:

• Расчет сопротивления токоизмерительного резистора и выбор усилителя тока выполняется с учетом исходных данных: диапазона измеряемых токов и синфазного напряжения. Подробнее этот вопрос рассматривается в разделе «Расчет схемы».
• Коэффициент усиления дифференциального усилителя определяется исходя из диапазона выходных напряжений усилителя тока, допустимого диапазона входных напряжений АЦП и диапазона выходных напряжений самого дифференциального усилителя. Подробнее этот вопрос рассматривается в разделе «Расчет схемы».
• Для уменьшения искажений сигнала следует использовать керамические COG-конденсаторы.
• Для обеспечения высокой точности измерений, низкого дрейфа коэффициента усиления и минимального уровня искажений сигнала следует использовать пленочные резисторы с разбросом номинала 0,1% и температурной стабильностью 20 ppm/°C или с лучшими характеристиками.
• В серии обучающих видео «TI Precision Labs – ADCs», находящихся на сайте Texas Instruments, раскрывается методика расчета погрешностей в схемах с АЦП. Для уменьшения погрешностей, связанных с дрейфом коэффициента усиления, смещением, температурным дрейфом и шумами, следует ознакомиться с видео из раздела «Error and Noise».
• В серии обучающих видео «TI Precision Labs – ADCs» раскрывается методика выбора компонентов фильтра Rfilt и Cfilt. Номиналы этих компонентов зависят от полосы пропускания усилителя, частоты дискретизации и типа АЦП. Значения, полученные при расчете рассматриваемой схемы, позволяют получить хорошие динамические и частотные характеристики для усилителя, параметров усиления и АЦП. При изменении исходных параметров схемы следует произвести повторный расчет компонентов RC-фильтра. Обучающее видео «Introduction to SAR ADC Front-End Component» содержит информацию по расчету компонентов RC-фильтра с учетом требуемых динамических и частотных характеристик.

Расчет схемы>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 9

Представляем перевод главы из «Поваренной книги разработчика аналоговой электроники. АЦП», созданной инженерами компании Texas Instruments (TI). Многим уже знаком аналогичный цикл об операционных усилителях. Но АЦП – не менее важная часть сигнального тракта, а секретов и тонкостей в его применении никак не меньше. Приведены конкретные схемотехнические примеры, пошаговые инструкции с формулами, позволяющими адаптировать схему к конкретному проекту. Результаты расчетов дополнительно проверяются в программе SPICE-моделирования. Для каждой схемы рекомендован как минимум один АЦП производства TI, однако разработчик может использовать и другие изделия компании. От читателя требуется понимание базовых принципов работы АЦП.

Мы продолжим публиковать на сайте compel.ru переводы глав этого цикла.
Если материал оказался для вас полезным - подпишитесь на обновления этого руководства.
Оформить подписку>>