Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Типы АЦП

Рассмотрим более подробно метод получения дифференциального сигнала с помощью драйвера

Рис. 3.7 Функциональная и эквивалентная схемы дифференциальных согласующих усилителей

На рисунке 3.9 представлен пример функциональной и эквивалентной схемы полностью дифференциального усилителя, оптимизированного для работы с высокоскоростными АЦП. На рисунке А подробно показана внутренняя структура усилителя, на рисунке В - его эквивалентная схема. Коэффициент усиления устанавливается внешними резисторами RF и RG, а синфазное напряжение на выходе - напряжением на выводе Vосм. Синфазные напряжения на выходах V0UT+ и V0UT- выравниваются внутренней синфазной обратной связью, а напряжения сигнала всегда равны по амплитуде и противоположны по фазе, т.е.

(3.2)

В усилителе действуют две отдельные петли обратной связи, которые раздельно управляют синфазным и дифференциальным выходными напряжениями. Дифференциальная обратная связь, установленная внешними резисторами, управляет только дифференциальным выходным напряжением, синфазная ОС - только синфазным выходным напряжением. Такая архитектура позволяет осуществлять независимую установку уровня синфазного выходного напряжения для сдвига уровня. Этот уровень в схеме устанавливается равным напряжению, приложенному к выводу V0CM, и не влияет на выходное дифференциальное напряжение. Коэффициент усиления его равен отношению Rf/RG.

При использовании метода получения дифференциального сигнала с помощью драйвера потребуется помехоподавляющий фильтр для устранения шума, созданного усилителем, во избежание наложения спектров и ухудшения SNR АЦП

Рис. 3.10 Место включения помехоподавляющего фильтра, снижающего шум ОУ

Обычно входная полоса пропускания АЦП много шире его максимальной частоты дискретизации. Например, АЦП со скоростью дискретизации 100 MSPS имеют входную полосу пропускания 700 МГц.

Хороший согласующий усилитель для минимального искажения сигнала в рабочей полосе частот также должен иметь полосу пропускания много шире частоты дискретизации.

Если фильтр включить перед усилителем (рисунок 3.10 А), то выходной шум усилителя будет интегрироваться по всей входной полосе пропускания АЦП.

На рисунке 3.10 В показано более эффективное с точки зрения уменьшения уровня шумов место включения фильтра. Но тогда усилитель должен быть способен работать на весь суммарный импеданс - фильтра и входной цепи АЦП.

Хорошие результаты получаются уже с фильтрами 1-го и 2-го порядков (рис.3.11).

Рис. 3.11 Соотношение между эквивалентной полосой шума фильтра и 3-дБ полосой фильтра Баттерворта

Рис. 3.12 Эквивалентная шумовая полоса пропускания фильтра

На рисунке 3.12 показано соотношение между эквивалентной шумовой полосой и 3 дБ полосой фильтра Баттерворта первого порядка. Для фильтра первого порядка соотношение равно Pi/2 = 1,57. Обратите внимание, что, начиная с соотношения 1,11 для фильтра второго порядка, повышение порядка фильтра очень незначительно улучшает понижение шумов. Перейти на страницу: 1 2 3 4 5

Другие статьи по теме

Слепая компенсация эффекта разбаланса квадратур с использованием алгоритма множественных инверсий В современных средствах связи на смену аналоговым системам пришли цифровые. Это обусловлено тем, что при своем использовании цифровые системы значительно превосходят аналоговые по качес ...

Исследование эффективности и путей совершенствования алгоритмов регулирования мощности в системах сотовой связи различных стандартов Влияние технологий мобильной̆ связи на нашу жизнь переоценить невозможно. Мобильная связь рассматривается в настоящее время как необходимость, а технологии мобильной̆ свя ...

Исследование динамических характеристик системы автоматического управления При проектировании автоматических систем приходиться решать такие задачи, как обеспечение устойчивости и точности процесса регулирования, имеющие противоречивый характ ...