Rychlá objednávka
Rychlý kontakt +420 547 125 555
Úvodní stránka
Vyhledat
Přihlásit
  • Přihlášení
  • Registrace
Nákupní košík
CZKRozbalit možnosti
  • EUREUR
MENU
  • Produkty
    • Servoměniče
    • AS-interface
    • Decentralizované pohony
    • HMI panely, displeje, ovladače a identifikace
    • Bezpečnostní prvky
    • Napájecí technika
    • Laserové značení
    • Frekvenční měniče
    • Řídicí systémy
    • Procesní instrumentace
    • Strojové vidění
    • Koncové, polohové a řadové spínače
    • Výkonové polovodiče
    • Servomotory
    • Identifikace
    • Osvětlení pro stroje a strojové vidění
    • HMI tlačítka, indikátory a malé prvky
    • Průmyslové senzory
    • Jazýčkové spínače a relé
    • Hliníkový profilový systém, jednoúčelové stroje a zařízení
  • Výrobci
    • AMKmotion
    • Bihl+Wiedemann
    • EAO
    • Hamlin Electronics
    • Lumineq
    • Powerld
    • Traco Power
    • Datalogic
    • Euchner
    • Hengfu Corporation
    • MayTec
    • Tapeswitch Corporation
    • Unitronics
    • di-soric
    • Fuji Electric
    • Lika Electronic
    • NLD Electronic
    • TDK-Lambda
  • Aplikace
    • Zajímavé obvodové techniky (nejen) s Analog Devices
    • Výtahové pohony s Fuji Electric
  • Novinky
    • Zaměřeno na téma
    • Aktuality, výstavy, veletrhy, semináře
    • Produktové novinky
  • O nás
    • Profil společnosti
    • Firemní brožura
    • Historie společnosti
    • Certifikáty
    • Pracovní příležitosti
    • Obchodní podmínky
    • Obchodní podmínky pro web shop
    • Ochrana osobních údajů
  • Kontakty
    • Hlavní provozovna Brno
    • Provozovna Praha
    • Provozovna Žilina
    • Pobočka Warszawa
  • 30 let
  • E-shop
    • Výkonové polovodiče
    • Frekvenční měniče
    • HMI panely, displeje, ovladače a identifikace
    • Napájecí technika
czRozbalit možnosti
www.amtek.cz > Aplikace > Zajímavé obvodové … Devices

Převodník s postupnou aproximací a dynamickým rozsahem 125 dB

RAQ_163 Zřídka kladené otázky

Autor článku: Thomas Tzscheetzsch, Analog Devices

Otázka: Mohl by 16bitový převodník s postupnou aproximací dosáhnout dynamického rozsahu 125 dB při 600 kSPS?

Převodník s postupnou aproximací a dynamickým rozsahem 125 dB

Odpověď: Ano, 89 dB + 18 dB + 20 dB ≥ 125 dB.

 

Úvod

Pro aplikace vyžadující velký dynamický rozsah se často používá převodník Σ-Δ. Takové aplikace se vyskytují hlavně v úlohách chemického rozboru, zdravotní péče a snižování tělesné hmotnosti. Mnohé z těchto modulů však nejsou schopné rychlého převodu. Obvod na obr. 1 popisuje způsob dosažení kombinace velkého dynamického rozsahu a vysoké rychlosti převodu.

Obvod na obr. 1 ukazuje 16bitový převodník 2,5 MSPS a vzestupný programovatelný přístrojový zesilovač, který nastavuje zesílení na hodnotu 1 nebo 100. Převzorkováním a zpracováním digitálního signálu v FPGA dosahuje tento obvod dynamického rozsahu více než 125 dB a přesto je velmi „tichý“. Velkého dynamického rozsahu je dosaženo prostřednictvím automatického přepínání AD8253 a převzorkování, při němž je signál vzorkován mnohem vyšším kmitočtem, než je kmitočet Nyquistův. Podle odhadu zdvojnásobení vzorkovacího kmitočtu zlepší poměr signál / šum asi o 3 dB při původní šířce pásma. V obvodu na obr. 1 je stále použita digitální filtrace v FPGA k odstranění šumu nad kmitočtovým pásmem užitečného signálu. Princip je vidět na obr. 2.

 

raq issue 163 fig 01

Obr. 1)  Převodník s postupnou aproximací s automatickým nastavením zesílení

 

K dosažení maximálního dynamického rozsahu se na vstupu používá přístrojový zesilovač ke stonásobnému zesílení velmi slabých signálů. Následuje několik úvah k šumovým poměrům:

Pro uspokojení požadavku dynamického rozsahu >126 dB vychází maximální úroveň šumu 1 µVef při vstupním signálu 3 V (6 Všš). AD7985 je 16bitový převodník s postupnou aproximací 2,5 MSPS. Pokud je převodník provozován při 600 kSPS (k dosažení nízké výkonové ztráty 11 mW) s činitelem převzorkování 72, vychází rychlost vzorkování 8 kSPS, a tedy šířka pásma 4 kHz. Z těchto podmínek vychází šumová hustota maximálně 15,8 nV/√Hz. Tato hodnota je důležitá z hlediska výběru správného přístrojového zesilovače. Odstup signál - šum AD převodníku je typicky 89 dB, přičemž převzorkování s činitelem 72 přináší dalších 18 dB, a tedy je třeba ještě dalších 20 dB k dosažení cílové hodnoty 126 dB. To je úlohou přístrojového zesilovače. AD8253 má šumovou hustotu 11 nV/√Hz při zesílení 100. Následující AD8021, který je využit jako budič AD převodníku a pro nastavení úrovně, přidává dalších 2,1 nV/√Hz šumu.

 

raq issue 163 fig 02

Obr. 2) Vyšší míra převzorkování odstraňuje část šumu.

Aby byl analogový signálový řetězec úplný, je doplněn napěťovou referencí REF194 a obvodem jako ADA4004-2 využitým jako oddělovač reference a budič pro vytváření posuvných napěťových úrovní. Kromě součástek v analogové signálové cestě je pro činnost obvodu důležité také FPGA (nebo procesor). Klíčovou úlohou je přepínání zesílení přístrojového zesilovače od 1 do 100. K tomu účelu se naprogramuje několik prahových hodnot, aby bylo zajištěno, že nedojde k saturaci AD převodníku. Takto pracuje AD8253 se zesílením 100 při vstupních napětích přibližně až 20 mV, což znamená maximálně 2,0 V na vstupu AD převodníku. FPGA potom sníží zesílení AD8253 bez zpoždění na hodnotu 1, aby nedošlo k přebuzení (viz obr. 3).

raq issue 163 fig 03

Obr. 3)  Příklad přepínače zesílení.

Obdobná zapojení lze vytvořit s dalšími AD převodníky, jako jsou AD7980 (16 bitů, 1 MSPS), AD7982 (18 bitů, 1 MSPS), nebo AD7986 (18 bitů, 2 MSPS). Podobně, namísto AD8253 s hodnotami zesílení 1, 10, 100 a 1000, je možné použít přístrojový zesilovač, jako je AD8251, s užším rozsahem (zesílení 1, 2, 4, a 8). Možné obměny přicházejí v úvahu také při volbě zdroje referenčního napětí.

Úplný vývojový systém je k dispozici na www.analog.com/CN0260.

Zpět na seznam

Kontakt

AMTEK, spol. s r.o.
Vídeňská 125, 619 00 Brno Česká republika
Tel.: +420 547 125 555, e-mail: amtek@amtek.cz
  • Více kontaktů
Copyright © 2018 AMTEK, spol. s r. o.
Provozováno na m@gnetpro | Cookies

Výrobci

  • AMK
  • DATALOGIC
  • DI-SORIC
  • EAO
  • Všichni výrobci

  • Všeobecné obchodní podmínky
  • Vše o nákupu
  • Obchodní podmínky pro web shop
  • Ochrana osobních údajů
  • Ke stažení
  • Mapa webu
  • Rychlá objednávka
  • E-shop
  • Produkty
  • Výrobci
  • Aplikace
  • Novinky
  • O nás
  • Kontakty