logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Kompletny system konwersji sensor-do-bitów - część 3

ghost666 30 Lip 2013 10:47 2529 0
  • Zintegrowane rozwiązanie upraszcza projektowanie systemu akwizycji danych

    Układ ASAD3022 firmy Analog Devices wykonany w opatentowanej technologii iCMOS® to dedykowane rozwiązanie do akwizycji danych w aplikacjach przemysłowych. Układ ten integruje w swojej strukturze 8 kanałowy multiplekser, wzmacniacz o programowalnym wzmocnieniu z przetwornikiem analogowo-cyfrowym o sukcesywnej aproksymacji wyposażonym w precyzyjne źródło napięcia odniesienia 4,096 V z zintegrowanym buforem. Układ ten może poszczycić się wysokim poziomem filtracji napięcia stałego w sygnale różnicowym (CMRR), 16 bitową rozdzielczością przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy oraz prędkością próbkowania wynoszącą 1 MSPS. Schemat blokowy tego układu pokazano na poniższej ilustracji.

    Kompletny system konwersji sensor-do-bitów - część 3


    Układ ten jest kompletnym rozwiązaniem pozwalającym przeprowadzić konwersję z sygnału sensora na sygnał cyfrowy. Jednocześnie zajmuje tylko 1/3 powierzchni płytki drukowanej normalnie zajętym przez dyskretną aplikację front-endu analogowego o takich parametrach. Dzięki temu pozwala zaoszczędzić miejsce na płytce, redukując koszt. Jako że jest to rozwiązanie wysoce zintegrowane pozwala także zmniejszyć czas trwania fazy projektowej i prototypowania układu, co pozwala na szybsze wypuszczenie nowego urządzenia na rynek. Dzięki wysokiemu stopniowi integracji eliminuje on konieczność implementacji buforów, translatorów poziomu i wzmacniaczy w torze analogowym, gdyż całe kondycjonowanie sygnału odbywa się w układzie ADAS3022, dzięki temu projektant nie musi martwić się parametrami toru analogowego, takimi jak poziom szumów, dokładność, offset itp. Zintegrowany w układzie 16 bitowy ADC charakteryzuje się doskonałymi parametrami, niskim offsetem i dryftem i dokładnością z nieliniowością na poziomie ±0.6 LSB i odstępem sygnału od szumu na poziomie 91 dB. Parametry te zobrazowane są na poniższych wykresach. Układ specyfikowany jest do pracy w szerokim zakresie temperatur od –40°C do +85°C.

    Kompletny system konwersji sensor-do-bitów - część 3


    Zintegrowany w układzie wzmacniacz o programowalnym wzmocnieniu charakteryzuje się wysokim poziomem tłumienia sygnału współbieżnego, ogromną impedancją wejściową (>500 MΩ) i szerokim zakresem dynamiki, który pozwala na dokładny pomiar sygnałów w pętli prądowe 4 - 20 mA przy jednoczesnym odrzuceniu interferencji wynikających z bliskości linii zasilania, silników i innych źródeł interferencji elektromagnetycznych (CMR - współczynnik tłumienia sygnału współbieżnego - nie mniejszy niż 90 dB). Dodatkowo zaimplementowano w układzie kanał różnicowy (AUX) omijający multiplekser i wzmacniacz. W tym kanale napięcie o amplitudzie w zakresie ± 4,096 V wejściowe podawane jest bezpośrednio na wejście przetwornika ADC. Dodatkowo w układzie zintegrowano termometr, pozwalający na monitorowanie lokalnej temperatury.

    Wysoki stopień integracji pozwala na zaprojektowanie układu zajmującego niewielką powierzchnię na płytce drukowanej oraz wymagającego niewielkiej ilości elementów dyskretnych, co znacznie zmniejsza koszt produkcji układu. Dzięki wysokiej integracji tego rozwiązania ukłąd ten idealnie nadaje się do aplikacji w systemach gdzie istotna jest wielkość urządzenia, takich jak przemysłowe systemy kontrolno-pomiarowe, zdalna telemetria i systemy automatyki przemysłowej, a także w systemach medycznych i pomiarowych, gdzie wykorzystuje się sygnały ± 10 V.

    Kompletny system konwersji sensor-do-bitów - część 3


    Powyższy schemat pokazuje przykładową aplikację układu ASAD3022 jako 8 kanałowego systemu akwizycji danych. Układ ADAS3022 zasilany jest napięciem symetrycznym ± 15 V dla sekcji analogowej oraz 5 V dla sekcji cyfrowej. Dodatkowo sekcja wyjścia cyfrowego zasilana jest napięciem z zakresu od 1,8 V do 5 V, zależnym od tego w jakim standardzie pracuje procesor urządzenia. W powyższej aplikacji zastosowano także przetwornicę DC-DC ADP1613, która podbija napięcia zasilające, dzięki czemu cały system zasilany może być pojedynczym napięciem 5 V.

    Parametry szumowe układu ADAS2033 i dyskretnej aplikacji omówionej poprzednio porównane są w poniższej tabeli. Do obliczenia całkowitego szumu układu (i innych parametrów) posłużono się parametrami wszystkich elementów składowych toru pomiarowego. Obliczenia znajdują się w oryginalnym artykule i z uwagi że nie są niezbędne nie zostały przetłumaczone.

    Kompletny system konwersji sensor-do-bitów - część 3

    Źródła:
    http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-04/sensor_to_bits.html

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    https://twitter.com/Moonstreet_Labs
    ghost666 napisał 11960 postów o ocenie 10197, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
REKLAMA