посоветуйте пожалуисто как лучше сделать атеннюатор цифровым управлением для сигнала со следующими параметрами
Uвх=1мВ-50В, в полосе 10Гц-10кГц, точность 0,1%, С/Ш 60дБ
задача - оцифровка напряжения на выходе трансформатора и измерения тока в первичке 1мА-10А
вроде простое решение: использовать кмоп ключи типа ADG451 и т.п.
но думаю они внесут нелинейную погрешнсть при малом сигнале про шум тоже вопрос (в документации ничего не нашел про их шумы) и надо будет использовать высокоомные резисторы и тут скажется утечка ключей.
регулируемые усилители и потенциометры не поидут по динамич диапазону
пока решил сделать так.
ток думаю придется измерять по падению на резисторе 10ом(1-100мА) и 0,01ом(1-10А) переключать релюхой
нарисовал такую схемку (или лучше взять один опер и перелючать его между шунтами)
для напряжения тоже два канала: для мВ оу с зашитой и для вольтов через делитель
на схемах ADC обозначается выход на вход ОУ сдвига для согласования с ADC(TMS320F2808)
может есть готовые атенюаторы, поискал в сети не нашел. в цифровых вольтметрах стоит же что-то...

Нелинейность ключей зависит от протекающего через них тока. Аттеньюатор ваших схемах будет иметь исчезающе малую нелинейность в силу высокого вх. импеданса каскада на ОУ в вашем диапазоне частот.

про нелинейность и утечки я говорил в схемах типа этих
в них утечка в ключах(вкл верхнии по схеме)даже в 1нА создает эквив резистор в 1е8 Ом. он вкл|| 0,9МОм отсюда 1%сразу, емкость ключа даст спад на частоте уже 1/(30pF*10e*2*pi)=600Гц
думаю делать частотнокомпенсированный делитель здесь бесполезно(ключи и параз емкость одинаковыми не будут) поправьте если где не прав.
поэтому я и решил ставить на каждый диапазон по своему оперу а потом уже масштабируемый усилитель
может у вас есть соображения как упростить мои схемы

А вот так будет гораздо хуже, в т.ч. из- за нелинейности ключей- через них потечет ток от источника сигнала.

Правильная схема - последняя левая. Не забудь поставить защитные диоды с малым током утечки (типа BAV199) со входа опера на питания. Да, и ключи лучше взять типа ADG1404, это мультиплексор и защитные диоды встроены.

Сообщение отредактировал rudy_b - Oct 2 2008, 11:33

Спасибо за совет с ADG1404 я их проглядел(тока сложность купить).Про последн. схемы я их привел как мне не нравящиеся правая явно никудышная,в левои утечки создадут ошибку,а емкость спад ачх(или уменьшить резисторы делителя в 100раз и не париться?).
может кто подскажет как в хороших цифр. вольтметрах сделано-нигде не нашел что-то.

Насколько я понял, при уровне напряжения на входе 1 мВ тоже требуется получить отношение С/Ш 60 дБ ? Если так, то забудте о резисторах номиналом больше 10 кОм, да и столько много, еще надо учитывать уровень шумов ОУ по току и напряжению. На верхний делитель (50 В) ,скорее всего, прийдется ставить ключ на электромагнитном реле. Какое входное сопротивление должно быть у вашей схемы ?

Спасибо, про шумы резистора в 100к (в верхней правой схеме)я забыл...
С/Ш в 60 дб нужно во всем диапазоне (это гдето 10разр АЦП хоть в TMS их 12 у нее думаю младшие будут шуметь вот я и принял около 60дб)
Rвх дожно удовлетворять требованию: мошность в измерительную цепь 5мВт
про реле я тоже думал.. при малых токах и наряжениях у нее будут плохие хар-ки(мож у вас есть на примете подходящаа релюха)
мож верхняя схема (резистор ограничительный уменьшу) подоидет при ее подкл хорощеи релюхой?опер поставлю типа ad743(дорого правда)

Можно рассмотреть вариант с умножающим ЦАПом (типа 572ПА1А, АD7520), либо в ОС его,
либо как цифр. аттенюатор.
На вход опорного - входной сигнал (можно подавать до +/-22В).

Я бы строил так: делитель на 10, включаемый реле - до напряжения 50 В, все остальное можно сделать на аналоговых ключах. Для минимизации шума аттенюаторы на 1 В номинального напряжения, а на меньшее напряжение усилитель с переключаемым коэффициентом усиления или вообще несколько усилителей (с точки зрения минимизации погрешностей ключей так лучше). Поскольку усилители крайне негативно отнесутся к подаче на их входы напряжений больше 10 В (при питании +-15), то еще нужна как минимум схема защиты входов, вроде резистора в 1 кОм + быстрый мостик с импульсным диодом и схема отключения входа. Хотя это все будет шуметь, так что надо либо моделировать (или считать, если умеете) либо пробовать на макете.
Кстати, АЦП 12 бит вам будет явно маловато, поскольку шаг усиления у вас одна декада, и соответственно, вблизи нижней границы от С/Ш (если считать только квантование) следует отнять 20 дБ - ваш выбор не меньше 14 разрядов, лучше 16.

думаю не поидет хоть Увхода и +-22В
1мВ-50В это 4 декады, а цап типа АД7533(замена 7520) даст диапазон 1-2^10 даже АД5453 14разр не хватит
или поставить 3 впослед? )) мне на один то 10ног с DSPишки не дадут, хотя и у цапов впаралель битовые ноги соединить и один код в них запихивать))) - ну это так шуточное решение

WEST128 я с вами согласен насчет нескольких усилителеи(вначале их два было). я хотел что наидется решение одном
ацп уже такой какои есть..строить делитель с шагом меньше декады... посмотрим мож и такой точности хватит
только не охото ставить реле в цепь малого сигнала...я решил садить им на землю вход малосигнальных усилителей, верхнии делитель на реле. остальное ключи.
я немного не понял вашу идею с мостом, я поставил стабилитроны с диодами.
на вход ключ ставить не хочу(про его шум ничего в документации не нашел) и как он себя поведет при сигнале в мВ тоже не знаю(на такие малые сигналы еше не ставил) повторитель нужен чтоб не грузить обмотку при больших напряжениях. если по вашему опыту ключ не внесут искажении то сделаю "откл входа"
посоветуите сигнальную релюху я нашел только рэс47 рф,4,500,49, рэс60 рф4,569,419 и рэс80 дтл 4,555,014-01. их не достать и ряд буржуиских WJ105 WANJIA, omron g5a
пока вот на че я остановился

вот отличные реле, только не дешевые
http://www.cotorelay.com/html/reed_relay_b40_rf_series.htm

а в вашем сучае подойдут обычные герконовые http://www.chip-dip.ru/product0/28728.aspx