Прибор для измерения параметров шероховатости поверхности, страница 9

3.15. Погрешности АЦП.

 Составляющими статической погрешности АЦП с двухтактным интегрированием являются:

·  нестабильность источника опорного напряжения со всеми ее составляющими, которая непосредственно пересчитывается в погрешность АЦП;

·  нестабильность частоты счетных импульсов, влияющих на коэффициент передачи преобразователя;

·  напряжения смещения буферного каскада, интегратора и компаратора и их дрейфы;

·  нелинейность интегратора, которая определяется коэффициентом усиления операционного усилителя в разомкнутом состоянии.

Для высокоточных АЦП с двойным интегрированием необходимо учитывать такие дополнительные составляющие, как:

·  нелинейность буферного каскада, обусловленную изменением коэффициента ослабления синфазной составляющей в диапазоне изменения входного сигнала;

·  потери в интегрирующем конденсаторе, происходящие за счет явления абсорбции, как это имеет место в точных устройствах выборки и запоминания;

·  шумы, проходящие на вход от различных плохо контролируемых факторов;

·  составляющие, связанные с неидеальностью используемых аналоговых ключей, и другие эффекты, зависящие от конкретного схемного выполнения аналоговой части АЦП.

В тех случаях, когда не удается удовлетворительно распределить составляющие статической погрешности между отдельными элементами и выполнить требования, предъявляемые к допустимой погрешности преобразования, используют методы автоматической коррекции, в первую очередь смещения нуля.

Дальнейшим развитием метода двухтактного интегрирования является метод четырехтактного интегрирования, совмещенный с коррекцией некоторых видов погрешностей.

3.16. Выбор интегральной схемы для АЦП.

АЦП с двухтактным интегрированием благодаря высоким точностным характеристикам, простоте структурной схемы и хорошей реализуемости на ИС нашли широкое применение. На основе метода двухтактного интегрирования созданы преобразователи с числом разрядов от 8 до 16 при временах преобразования от единиц до сотен миллисекунд. Разработаны АЦП с двухтактным интегрированием в виде двух БИС, одна из которых содержит аналоговую часть, а вторая - цифровую.

В качестве АЦП была выбрана БИС интегрирующего АЦП КР572ПВ2А, которая предназначена для измерительной аппаратуры различного назначения. Совместно с источником опорного напряжения, несколькими резисторами и конденсаторами она выполняет функцию АЦП, работающего по принципу двойного интегрирования с автоматической коррекцией нуля и определением полярности входного сигнала.

Цифровая информация на выходе микросхемы представляется в специальном коде, предназначенным для непосредственного управления 3,5 декадным светодиодным цифровым табло с семисегментными индикаторами. Диапазон входного сигнала определяется внешним опорным напряжением из соотношения . Микросхема имеет дифференциальные входы для входного сигнала и источника опорного напряжения. Это позволяет измерять напряжения, “плавающие” относительно источника питания, и устранять синфазные помехи в цепях входного сигнала и опорного источника. Входное сопротивление АЦП для дифференциального и синфазного сигналов определяется практически только токами утечки по элементам монтажа и корпуса и составляет порядка 20 МОм.

3.17.Характеристики микросхемы КР572ПВ2А:

Таблица 6.

Параметр	Значение
Число разрядов	3,5
Погрешность преобразования, ед. счета	1
Ток утечки по выходу	1 мкА
Время преобразования	80 мс
Напряжение источника образцового напряжения	0,1- 1 В
Диапазон входного напряжения	2 В
Ток потребления от источника питания	1,8 мА
Напряжение источников питания	5 В
Напряжение на выходе высокого уровня	4 В
Коэффициент ослабления синфазного сигнала	100 дБ

При эксплуатации данной микросхемы необходимо соблюдать ряд требований. Размещение микросхемы и внешних элементов на плате необходимо производить с учетом минимизации паразитных емкостей проводников и элементов, присоединяемых к выводам 27, 33, 34 и 39.При преобразовании сигналов, измеряемых относительно земли, выводы 30, 32 и 35 микросхемы необходимо подключать к общей шине. Для достижения максимального подавления сетевой помехи тактовая частота должна выбираться кратной частоте сети.

При величине опорного напряжения, равного 2 В, величины элементов для включения схемы при =10 кГц следующие:

С₁=0,1 мкФ5 %;            С₄=0,1 мкФ5 %;            R₂=1 МОм 5 %;

С₂=0,047 мкФ5 %;        С₅=100 пФ5 %;             R₃=100 кОм 5 %.

С₃=0,01 мкФ20 %;         R₁=470 кОм5 %;

3.18. Параметры и предельные эксплуатационные данные

Электрические и световые параметры при

Таблица 7.

Параметр	Значение
Сила света одного сегмента при	не менее 0,15 мкд
Сила света децимальной точки при	не менее 0,05 мкд
Разброс значений силы света сегментов в одном индикаторе	не более 3 раза
Постоянное прямое напряжение при	не более 2,5 В
Максимальное спектрального распределения излучения на длине волны	0,65-0,67 мкм

Предельные эксплуатационные данные

Таблица 8.