Jump to content

    
Sign in to follow this  
КОМПЭЛ

Усилитель с малым током смещения для АЦП последовательного приближения

Recommended Posts

В данной схеме реализован усилитель, обладающий малым током смещения, сигнал с его выхода измеряется с помощью АЦП последовательного приближения. Такой усилитель необходим для обеспечения минимальной погрешности при работе с высокоимпедансными датчиками. Примерами таких датчиков являются детекторы газа, анализаторы газов крови и датчики качества воздуха. В данном примере используется датчик кислотности (датчик pH). Выходное сопротивление этого сенсора может изменяться в диапазоне 10…1000 МОм. Если сопротивление датчика составляет 10 МОм, то при использовании усилителя со входным током смещения 3 нА ошибка на выходе схемы составит 30 мВ. С учетом исходных данных к расчету, представленных в таблице, можно определить, что выходная ошибка смещения 30 мВ соответствует погрешности измерений 2,9%. Если же использовать операционный усилитель со входным током смещения 3 фА, то ошибка на выходе уменьшится до 30 нВ.

Датчик pH является достаточно медленным сенсором, поэтому для работы с ним может использоваться АЦП с невысоким быстродействием. Так как показания датчика pH сильно зависят от температуры, то для работы с ним потребуется двухканальный АЦП: один канал для контроля температуры, а второй – для измерений выходного напряжения сенсора. Для схемы был выбран ADC122S021 – двухканальный 12-битный АЦП с максимальной частотой дискретизации 200000 выборок в секунду (см.рисунок).

 

ris_51_adc10_s.png.54b77fd31782cfcc041731505aeca766.png

 

Рекомендуем обратить внимание:

  • в качестве емкостей С3 и С6 следует использовать керамические конденсаторы COG/NPO;
  • каждая ИС должна иметь собственный развязывающий конденсатор 0,1 мкФ;
  • трассировка печатной платы имеет огромное значение. Для получения подробной информации ознакомьтесь с документом «LMP7721 Multi-Function Evaluation Board Users’ Guide»;
  • печатная плата должна быть чистой и не иметь поверхностных загрязнений. Для получения подробной информации следует ознакомиться с документом «LMP7721 Multi-Function Evaluation Board Users’ Guide»;
  • для получения подробной информации по созданию других схем с минимальным уровнем токов утечки прочтите статью «Design femtoampere circuits with low leakage».

Выбор компонентов и расчеты>>

Поваренная книга разработчика аналоговых схем: аналого-цифровые преобразователи, глава 10

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>>

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this