Погрешности усиления

4. Погрешности усиления

Расчет погрешности преобразования.

Погрешность схемы обусловлена параметрами не идеальности ОУ. Основная погрешность обусловлена наличием напряжения смещения и его температурного дрейфа.

Рассчитаем погрешность преобразования от разброса параметров элементов. Для этого рассчитаем максимальный коэффициент усиления для каждого из блоков при 5% допуске разброса параметров.

Произведём расчет УС по формулам (3.13 – 3.16).

K_Umax1= (3.13)

K_Umax2= (3.14)

K_Umax=K_Umax1·K_Umax2 (3.15)

DU= (3.16)

K_Umax=

DU= 0,2 · (0,4 – 0,33 ) = 0,014, V

K_U ФНЧ практически не зависит от разброса параметров элементов т. к. он построен по схеме эммитерного повторителя. Поэтому разброс параметров влияет только на частоту среза.

Ошибка преобразования по напряжению смещения при комнатной температуре вычисляется по формуле (3.13).

(3.13)

где: U_cm – напряжение смещения ОУ OPA131P;

К₁ – коэффициент усиления СУ;

К₂ – коэффициент усиления ФНЧ;

К₄ – коэффициент усиления УВХ.

,V

В устройстве согласования и функциональном преобразователе есть корректирующий резистор поэтому в данных блоках отсутствует погрешность связанная с входным током. В УВХ данная погрешность отсутствует из-за 100% ООС.

Температурная ошибка схемы вычисляется по формуле (3.14).

(3.14)

Так как были выбраны ОУ одной модели то величина температурной погрешности будет в 3 раза больше из-за того что, в канале последовательно включено 4 ОУ.

= 3 · 8.012 · 10 ^–5 =24,036 · 10 ^–4 , V

Величина погрешности от изменения входного тока вычисляется по формуле (3.15)

(3.15)

Результаты расчетов для каждого блока заносим в таблицу 3.3

Таблица 3.3 – Величина DU_вых для блоков канала

Блок	УС	ФНЧ	УВХ
DUвых , V	0.104	2 · 10 -3	2 · 10 -3

Погрешность АЦП составляет половину величины квантования, она вычисляется по формуле (3.16).

(3.16)

А величина U _{min АЦП} по формуле (3.17).

(3.17)

Таким образом, полная погрешность канала выборки и преобразования аналогового сигнала которая состоит из суммы абсолютных погрешностей АЦП, погрешности напряжения смещения, температурной погрешности, погрешности от разброса параметров элементов и погрешность от изменения входного тока вычисляется по формуле (3.17).

(3.17)

5. Рекомендации по наладке

В ходе наладки данного прибора необходимо произвести настройку согласующего устройства для точной установки коэффициента усиления и получения амплитуды выходного сигнала в диапазоне шкалы АЦП.

Параметры элементов функционального преобразователя и фильтра низких частот должны, минимально отличатся от расчетных значений. Для получения расчетных характеристик.

Наладку устройства выборки хранения производим при помощи внешнего генератора. После подачи импульса производим измерения всех временных диаграмм. Они должны соответствовать расчетным значениям.

Наладку производят всем электронным устройствам для работы в нормальном режиме. Чтобы все напряжения и протекающие токи находились в допустимых пределах.

Заключение

В данном курсовом проекте был разработан канал выборки и преобразования аналоговых данных. Данное устройство является посредником между цифровой и аналоговой частью любого устройства в котором объединены как аналоговые, так и цифровые блоки.

Разработана структурная и принципиальная схема канал выборки и преобразования аналоговых данных. Выполнен синтез и аппаратная реализация низкочастотного активного фильтра Баттерворта 2-го порядка. А также расчет и согласование инструментального усилителя, функционального преобразователя и устройства выборки хранения.