Jump to content

    

Сигма-Дельта АЦП. Назначение конденсатора на опорном входе

Рассматриваю логометрическую схему подключения датчика температуры из CN0381 от Analog Devices. Правильно ли я понимаю, что конденсатор 0,1 uF между выводами REFIN+ и REFIN-, помимо фильтрации входного напряжения c опорного резистора несёт ещё и функцию сглаживания пульсаций потребления по опорному входу? 

Получается, что в "Low Power Mode" (частота модуляции 76,8 кГц) при потребляемом токе по входу опорного напряжения 0,5 nA, пульсации напряжения на опорном резисторе 5,11 кОм будут составлять примерно 2,5 uA. Для для 24 разрядного АЦП при опорном напряжении 2,5 В шум от этих пульсаций будет составлять 4 разряда. А вот сопротивление конденсатора 0,1 uF частоте модуляции будет всего 20 Ом. Т.е. получается, что этот конденсатор (при такой схеме включения) для получения высокого разрешения просто необходим?

rtd.JPG

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Morales said:

при потребляемом токе по входу опорного напряжения 0,5 nA, пульсации напряжения на опорном резисторе 5,11 кОм будут составлять примерно 2,5 uA.

Не совсем так. Из-за утечки тока во входную цепь опорного напряжения возникнут не пульсации, постоянное "проседание" напряжения на резисторе 5.11 кОм. Т.к. при подаче постоянного напряжения на вход цепи опорного напряжения возникает постоянный ток, который не должен меняться во времени.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Судя по схеме, коммутации Uоп должны идти с частотой модуляции. Или вы хотите сказать, что при конкретном такте измерения Uоп относительно Uвх будет "проседать" на постоянную величину?

СÑÑÑкÑÑÑÐ½Ð°Ñ ÑÑема Ñигма-делÑÑа ÐЦÐ

Share this post


Link to post
Share on other sites

Конденсаторы заряжаются через -  датчик (100 ... 200?) + 1 к (верхний) и  250 + 1 к (нижний).

Еще надо обратить внимание, что напряжение на датчике в десятки раз меньше опорного напряжения.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Morales сказал:

в "Low Power Mode" (частота модуляции 76,8 кГц) при потребляемом токе по входу опорного напряжения 0,5 nA, пульсации напряжения на опорном резисторе 5,11 кОм будут составлять примерно 2,5 uA.

0,5 нА это максимальный ток который может втекать/вытекать через вход, зависит от конкретного экземпляра микросхемы, плывет от температуры, просто обнуляется  калибровкой.

А конденсаторы создают обычный RC-фильтр от наведенных помех.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, HardEgor сказал:

0,5 нА это максимальный ток который может втекать/вытекать через вход, зависит от конкретного экземпляра микросхемы, плывет от температуры, просто обнуляется  калибровкой.

А конденсаторы создают обычный RC-фильтр от наведенных помех.

Т.е. получается, что опорный резистор может быть практически любого номинала (в разумных пределах конечно) и это никак не скажется на снижении разрядности АЦП?

 

Вопрос по теме топика возник у меня в связи с тем, что требуется сделать примерно такую же схему измерения температуры для двух ПТС 1000 ом на АЦП AD7799 (выбрать другой АЦП нет возможности). При этом необходимо получить разрешение по температуре 17-18 разрядов без последующего программного усреднения. У AD7799 средний ток потребления опорного входа равен 400 nA/V и при опорном напряжении 2,5 В составит 1 uA. Вот и думаю, при использовании подобной схемы по опорному входу не будет ли каких-либо проблем с критической потерей разрешающей способности... Калибровка входного смещения и коэффициента усиления безусловно будет произведена, плата будет находится в относительно тепличных условиях, т.е. зависимость от температуры этих параметров расчётно даёт "плавание" не более 3-4 разрядов. По шумам вроде тоже в те же 3-4 разряда укладываюсь.

Edited by Morales

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 hours ago, Baroohtash said:

Не совсем так. Из-за утечки тока во входную цепь опорного напряжения возникнут не пульсации, постоянное "проседание" напряжения на резисторе 5.11 кОм. Т.к. при подаче постоянного напряжения на вход цепи опорного напряжения возникает постоянный ток, который не должен меняться во времени.

Повеселила терминология. "Проседание" вместо пульсаций, и "постоянный ток, который не должен меняться во времени" - это пять баллов!

1 hour ago, Morales said:

Т.е. получается, что опорный резистор может быть практически любого номинала (в разумных пределах конечно) и это никак не скажется на снижении разрядности АЦП?

 

Номинал резистора - дело десятое. Желательно, чтобы падение напряжения на нём было максимально возможным. Иначе соседние разряды будет сложно различить. :wink3:

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 минут назад, Morales сказал:

требуется сделать примерно такую же схему измерения температуры для двух ПТС 1000 ом на АЦП AD7799

Понимание примерности одобрительно, потому что, в отличие от первоначального абстрактного, у данного АЦП отсутствует буфер опорного входа, а значит, требуется измерять все три сопротивления стереотипно, т.е. тремя имеющимся у него диффвходами. Кроме того, на структурной схеме традиционно напрочь отсутствуют элементы защиты, поэтому, если датчики не установлены на той же плате, придётся учитывать вносимые ею погрешности.

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 часов назад, Plain сказал:

Понимание примерности одобрительно, потому что, в отличие от первоначального абстрактного, у данного АЦП отсутствует буфер опорного входа, а значит, требуется измерять все три сопротивления стереотипно, т.е. тремя имеющимся у него диффвходами.

Да, действительно, буфера на опорном входе у него, по всей видимости, нет. Желательно сделать внешний буфер на ОУ? Какие вопросы решит это буфер в моём случае?

 

По второй части ответа (про измерение трёх сопротивлений) поясните, пожалуйста, поподробнее... Как это сделать и для чего это нужно?

Edited by Morales

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 hours ago, Morales said:

Судя по схеме, коммутации Uоп должны идти с частотой модуляции. Или вы хотите сказать, что при конкретном такте измерения Uоп относительно Uвх будет "проседать" на постоянную величину?

СÑÑÑкÑÑÑÐ½Ð°Ñ ÑÑема Ñигма-делÑÑа ÐЦÐ

Прошу прощения о своём неуместном ответе, я не разобрался в работе схемы.

Edited by Baroohtash

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, Morales сказал:

Как это сделать и для чего это нужно?

Соединить последовательно, для закона Ома, который даст одинаковый ток и позволит сравнивать с эталоном простым делением.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 hours ago, Morales said:

необходимо получить разрешение по температуре 17-18 разрядов

А погрешность какая? Ну не 17-18 разрядов,  а сколько? Например, добавление 50 МОм параллельно опорному резистору это 0,01%. Рядом с такой платой даже дышать нельзя. ПМСМ, Вам надо подумать прежде всего о конструкции аналоговой части.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, wim said:

А погрешность какая? Ну не 17-18 разрядов,  а сколько? Например, добавление 50 МОм параллельно опорному резистору это 0,01%. Рядом с такой платой даже дышать нельзя. ПМСМ, Вам надо подумать прежде всего о конструкции аналоговой части.

Это (0,01%) погрешность определения сопротивления датчика, а для температуры будет в 220 раз хуже.

Есть ли у ТС опорный резистор с температурной стабильностью в ... 1ppm, к примеру, и хороший термостат?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Автор исключил усреднение и озвучил только разрешение, и вообще, спрашивал про ёмкости, а значит, его интересует только скорость, а погрешность дело десятое.

Share this post


Link to post
Share on other sites
51 minutes ago, Plain said:

Автор исключил усреднение и озвучил только разрешение, и вообще, спрашивал про ёмкости, а значит, его интересует только скорость, а погрешность дело десятое.

Он хотел 17 - 18 разрядов по температуре...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this