Driver napięcia odniesienia
Poniższy schemat pokazuje typowy układ napięcia odniesienia. Stabilizator tego napięcia może być wbudowany w bufor lub też jako bufor może służyć zewnętrzny wzmacniacz operacyjny. Aby uniknąć błędów w konwersji analogowo-cyfrowej średni prąd pobierany przez przetwornik nie może spowodować spadku napięcia odniesienia większego niż ½ LSB. Błąd spowodowany zmianą tego napięcia w funkcji pobieranego prądu będzie najbardziej odczuwalny podczas konwersji serii próbek, gdyż obciążenie napięcia odniesienia zmieniać się będzie od zera do maksimum z częstotliwością próbkowania.
Posłużmy się przykładem 16 bitowego układu AD7980, omawianego wcześniej w celu dokonania pewnych obliczeń. Średni prąd napięcia odniesienia pobierany przez ten układ wynosi 330 µA przy napięciu odniesienia 5 V. Zakładamy maksymalny spadek napięcia jako połowę LSB, zatem impedancja wyjściowa bufora napięcia odniesienia Ro musi wynieść:
Większość scalonych stabilizatorów napięcia odniesienia nie podaje impedancji wyjściowej, a jedynie odchyłkę napięcia w funkcji poboru prądu jako ppm/mA. Układ ADR435 firmy Analog Devices może poszczycić się 15 ppm/mA, aby przeliczyć to na impedancję wejściową korzystamy z prostego wzoru:
Zatem układ ten spełnia wymagania. Według karty katalogowej jest w stanie dostarczyć do 10 mA, co spełnia w 100% wymagania układu przetwornika. Co więcej możliwe jest także wpływanie prądu 10 mA do układu napięcia odniesienia, co może mieć miejsce gdy na wejściu przetwornika ADC pojawi się napięcie większe niż 5 V. Dzieje się tak w skutek zadziałania diod zabezpieczających na wejściu układu przetwornika analogowo-cyfrowego AD7890. Zabezpieczenie to jest pokazane na poniższym rysunku
Jako że średni prąd wejściowy pobierany z napięcia odniesienia przez układ przetwornika analogowo-cyfrowego skaluje się liniowo z jego przepustowością(=częstotliwością próbkowania) układ odniesienia o większej impedancji wyjściowej, czyli mniejszej mocy, może być w pełni akceptowalny w naszej aplikacji, o ile odpowiednio zmniejszymy częstotliwość próbkowania układu ADC, albo zastosujemy inny, wolniejszy przetwornik. Przykładem może być tutaj rodzina układów AD9=7988 - układy te charakteryzują się różnym średnim prądem, odpowiednio mniejszym niż ten pobierany przez szybszy AD7890. Pracujący z prędkością 500 kSPS AD7988-5 lub AD7988-1 pracujący do 100 kSPS pobierają nie więcej niż 250 µA podczas pracy. Pamiętać oczywiście należy że podawane tutaj równania nie odzwierciedlają w pełni rzeczywistości i należy z nich korzystać tylko jako wyznaczników do doboru elementów, które finalnie i tak muszą zostać przetestowane w świecie rzeczywistym.
Źródła:
http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-06/reference_design.html
Poniższy schemat pokazuje typowy układ napięcia odniesienia. Stabilizator tego napięcia może być wbudowany w bufor lub też jako bufor może służyć zewnętrzny wzmacniacz operacyjny. Aby uniknąć błędów w konwersji analogowo-cyfrowej średni prąd pobierany przez przetwornik nie może spowodować spadku napięcia odniesienia większego niż ½ LSB. Błąd spowodowany zmianą tego napięcia w funkcji pobieranego prądu będzie najbardziej odczuwalny podczas konwersji serii próbek, gdyż obciążenie napięcia odniesienia zmieniać się będzie od zera do maksimum z częstotliwością próbkowania.
Posłużmy się przykładem 16 bitowego układu AD7980, omawianego wcześniej w celu dokonania pewnych obliczeń. Średni prąd napięcia odniesienia pobierany przez ten układ wynosi 330 µA przy napięciu odniesienia 5 V. Zakładamy maksymalny spadek napięcia jako połowę LSB, zatem impedancja wyjściowa bufora napięcia odniesienia Ro musi wynieść:
Większość scalonych stabilizatorów napięcia odniesienia nie podaje impedancji wyjściowej, a jedynie odchyłkę napięcia w funkcji poboru prądu jako ppm/mA. Układ ADR435 firmy Analog Devices może poszczycić się 15 ppm/mA, aby przeliczyć to na impedancję wejściową korzystamy z prostego wzoru:
Zatem układ ten spełnia wymagania. Według karty katalogowej jest w stanie dostarczyć do 10 mA, co spełnia w 100% wymagania układu przetwornika. Co więcej możliwe jest także wpływanie prądu 10 mA do układu napięcia odniesienia, co może mieć miejsce gdy na wejściu przetwornika ADC pojawi się napięcie większe niż 5 V. Dzieje się tak w skutek zadziałania diod zabezpieczających na wejściu układu przetwornika analogowo-cyfrowego AD7890. Zabezpieczenie to jest pokazane na poniższym rysunku
Jako że średni prąd wejściowy pobierany z napięcia odniesienia przez układ przetwornika analogowo-cyfrowego skaluje się liniowo z jego przepustowością(=częstotliwością próbkowania) układ odniesienia o większej impedancji wyjściowej, czyli mniejszej mocy, może być w pełni akceptowalny w naszej aplikacji, o ile odpowiednio zmniejszymy częstotliwość próbkowania układu ADC, albo zastosujemy inny, wolniejszy przetwornik. Przykładem może być tutaj rodzina układów AD9=7988 - układy te charakteryzują się różnym średnim prądem, odpowiednio mniejszym niż ten pobierany przez szybszy AD7890. Pracujący z prędkością 500 kSPS AD7988-5 lub AD7988-1 pracujący do 100 kSPS pobierają nie więcej niż 250 µA podczas pracy. Pamiętać oczywiście należy że podawane tutaj równania nie odzwierciedlają w pełni rzeczywistości i należy z nich korzystać tylko jako wyznaczników do doboru elementów, które finalnie i tak muszą zostać przetestowane w świecie rzeczywistym.
Źródła:
http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-06/reference_design.html
Fajne? Ranking DIY
