Помогите с выбором АЦП и драйвера для него Опции

[remixx]

Здравствуйте, задача следующая: в зависимости от силы тока, на выходе датчика наводится ЭДС, которую необходимо измерить и оцифровать с определенной точностью.

В проектировании новичок, поэтому опишу полный ход мысли:
1. Проанализировав экспериментальные параметры с датчика, выяснил, что диапазон входных значений составляет ~1,5 - 16 В.

2. В соответствии с ГОСТОМ, рассчитал минимально требуемую погрешность в рабочем диапазоне, и, связав её с коэффициентом преобразования датчика, выяснил, что для её обеспечения нужно измерять напряжение с минимальным шагом 1,18 мВ.

3. В соответствии с полученным значением шага, начал выбирать АЦП, но т.к. не один АЦП не может иметь на входе сигнал в таком диапазоне, рассчитал делитель, который уменьшает выходное напряжение с датчика в 4 раза, отсюда входной диапазон АЦП составил 0,375 - 4 В.
Далее выбрал разрядность: типичное максимальное входное напряжение для большинства АЦП - 5 В, соответственно, чтобы обеспечить измерения с требуемой точностью необходим 16-ти разрядный АЦП.
Затем начал разбираться с частотой дискретизации, на которой я сейчас и застрял. Измеряемый ток будет иметь частоту 50-60 Гц (промышленные сети), из теоремы Котельникова следует, для того, чтобы однозначно восстановить исходный сигнал, частота дискретизации должна в два раза превышать наибольшую частоту в спектре сигнала, соответственно, минимальная частота дискретизации АЦП должна составлять 121 SPS (правильно это или нет понять не могу).
Обобщив все эти требования и почитав информацию об основных типах АЦП, пришел к выводу, что необходим сигма-дельта АЦП, т.к. в данном случае требуется максимальная точность, а S-D более точны в сравнении с SAR, +, как видно из расчетов, не требуется большая скорость измерений.

4. Подавать сигнал с датчика на АЦП напрямую нельзя, т.к. нужен согласующий каскад. В его качестве выбрал повторитель напряжения на ОУ. Но его параметры определить не могу. По сути, раз ОУ используется только как повторитель, то я начал выбирать только из ОУ специального назначения, так называемых Buffer'ов. Насколько я понимаю, главное требование при выборе - скорость, она должна быть выше, чем у АЦП, 100% уверен что необходимо обращать внимание на помехи, параметры которые на них влияют это напряжение смещения и смещение в зависимости от температуры (в этих параметрах не уверен, т.к. не понимаю как они влияют на окончательный результат), при этом не знаю как рассчитать их допустимую величину, из соображений требуемой точности.

Буду благодарен любой помощи!

Сообщение отредактировал remixx - Oct 19 2016, 09:07

[remixx]

Никакой информации Вы так и не дали. Много букв, но бесполезных. И постарайтесь не злоупотреблять цитированием.
Вы так и не ответили на простые и главные вопросы: какая точность нужна и в определении какого значения.
То, что Вы каким-то образом насчитали разрядность АЦП, понимания не добавляет.

По ГОСТу погрешность зависит от значения первичного тока в трансформаторе (класс точности 0,2s), при 1% от номинального тока погрешность может составлять +-0,75% при 120% +-0,2%. Зададимся рабочим диапазоном: 600 - 5000 А, соответственно, минимальная погрешность будет при измерении 1% от 600 А, и составляет она 0,45 А, коэффициент трансформатора зададим 380 А/В, тогда на 1 мВ приходится 0,38 А, отсюда, чтобы получить минимальную погрешность в 0,45 А, необходимо 1,18 мВ. Ну и соответственно диапазон напряжений рассчитывается путем деления граничных значений тока на коэффициент преобразования: min: (600/380=1,57В) max: (6000/380=15,7В). Откуда разрядность АЦП выбирается из выражения 15,7/2^n, где n - разрядность, но понятно, что если брать значение после делителя (max=4В), то там будет еще точнее.

Сообщение отредактировал remixx - Oct 21 2016, 03:55

[Herz]

Откуда разрядность АЦП выбирается из выражения 15,7/2^n, где n - разрядность, но понятно, что если брать значение после делителя (max=4В), то там будет еще точнее.

Вы так и не поняли вопрос. Совершенно неинтересно знать ни о классе точности трансформатора, ни о ГОСТе, ни о какой-то "физике"... К самому измерению напряжения, которое Вы затеваете, это не имеет отношения.
Вопрос должен был бы звучать примерно так:
"Мне нужно измерить действующее значение (или амплитудное, или мгновенное, или ...) переменного напряжения частотой 50Гц, поступающего с катушки Роговского, и лежащего в диапазоне 1.5 - 16 В (амплитудное?) с погрешностью 0.5% от максимального значения (или с точностью 10мВ, например). Данные нужны, скажем, 10 (1, 100, 200?) раз в секунду".
И всё. Как видите, всего пару строчек.
И ещё. Не путайте разрешение и точность. Это разные вещи.