Преобразователь ШИМ-Ток Опции

[Kattani]

Потребовалось смастерить схему для преобразования ШИМ 5кГц в токовый выход 4-20мА. В Протеусе вроде работает. Оцените пожалуйста, или подскажите более удачную схему.

[rezident]

Stanislav, вы почему-то (случайно или намеренно) путаете/смешиваете понятия "точность", "абсолютная погрешность" и "относительная приведенная погрешность". Если вы еще не заметили, то опять уточняю - я говорил лишь только о последней (об относительной приведенной погрешности)! Причем дважды повторил это в сообщениях. Про "точность" же автор той схемы написал, а не я. Пока вы не уясните это и будете путать мои слова с комментарием, приписанным к схеме, обсуждение лишено смысла.
P.S. изделие в коммерческом диапазоне проверялось, поэтому я только о нем и говорю. Работу в промышленном диапазоне температур оставим опять же на совести автора схемы.

[Stanislav]

Stanislav, вы почему-то (случайно или намеренно) путаете/смешиваете понятия "точность", "абсолютная погрешность" и "относительная приведенная погрешность".

Я ничего не путаю, уважаемый. Рекомендую ещё раз внимательно прочитать тему с начала, и обратить внимание на пост №3, адресованный вовсе не Вам.

...Если вы еще не заметили, то опять уточняю - я говорил лишь только о последней (об относительной приведенной погрешности)! Причем дважды повторил это в сообщениях.

А причём здесь Вы?
Если внимательно приглядеться, я не возражал на Ваше положение относительно "относительной приведенной погрешности" , потому, как не знаю, что Вы под этим подразумеваете, а высказывался только по поводу приведённой схемы и комментария к ней.

Про "точность" же автор той схемы написал, а не я. Пока вы не уясните это и будете путать мои слова с комментарием, приписанным к схеме, обсуждение лишено смысла.

Я с Вами пока что и не спорю. А возражаю "неизвестному автору схемы", которую Вы почему-то так усердно защищаете. Если же Вы лично хотите продолжить обсуждение устройства - пожалуйста, разберитесь внимательно в его работе, и дайте определение того, что Вы подразумеваете под термином "относительная приведённая погрешность" и "коммерческий диапазон температур".

...P.S. изделие в коммерческом диапазоне проверялось, поэтому я только о нем и говорю. Работу в промышленном диапазоне температур оставим опять же на совести автора схемы.

Вот-вот, давно бы так.

[rezident]

дайте определение того, что Вы подразумеваете под термином "относительная приведённая погрешность".

Относительная приведенная погрешность это абсолютная погрешность, отнесенная к полному диапазону изменения величины, т.е. по отношению к 20мА-4мА=16мА.

[Stanislav]

Относительная приведенная погрешность это абсолютная погрешность, отнесенная к полному диапазону изменения величины, т.е. по отношению к 20мА-4мА=16мА.

Переведите на язык родных осин, пожалуйста. Ещё лучше просто написать формулу.

[rezident]

Переведите на язык родных осин, пожалуйста. Ещё лучше просто написать формулу.

Прикидываетесь непонимающим или таким образом пути к отступлению ищете?
http://www.glossary.ru/cgi-bin/gl_sch2.cgi...i!onslwltop

Погрешность средства измерений
Error of a measuring
фр.Erreur d'un instrument de mesure
Погрешность средства измерений - разность между показанием средства измерений и истинным значением измеряемой физической величины.
Погрешности средств измерений подразделяются:
- по характеру проявления - на систематические и случайные;
- по способу выражения - на абсолютные, относительные и приведенные;
- по отношению к условиям применения - на основные и дополнительные;
- по изменяемости измеряемой величины - на динамические и статические.

Приведенная погрешность средства измерений
Fiducial error of a measuring instrument
фр.Erreur reduite conventionnelle
Приведенная погрешность средства измерений - относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность средства измерений отнесена к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона.

s=dX/(Xmax-Xmin)*100%
где s - приведенная погрешность, dX - абсолютная погрешность, Xmax, Xmin - границы диапазона относительно которого выражается погрешность.

[Stanislav]

Прикидываетесь непонимающим или таким образом пути к отступлению ищете?

Не нужно делать сильных предположений.
Я всего лишь хотел определиться в терминах, перед тем, как показать, что теперь уже Ваши утверждения

Относительная приведенная погрешность меньше 0,1%.

Да откуда там большой разброс-то? тем более после калибровки.

Угу. Лучше уже помолчать, чем огульно хаять, не испытав самому. В коммерческом диапазоне 0,1% относительная приведенная погрешность в этой схеме обеспечивается.

являются абсолютно неверными, если подходить к задаче именно с метрологической точки зрения. О том, что могло получиться у Вас случайно, речь сейчас не идёт.

s=dX/(Xmax-Xmin)*100%
где s - приведенная погрешность, dX - абсолютная погрешность, Xmax, Xmin - границы диапазона относительно которого выражается погрешность.

Хорошо, начнём.
Для начала, будем считать, что микросхема XTR116 абсолютно идеальна. Иными словами, её опорный источник идеально стабилен, не подвержен влиянию нагрузки, температуры, в нём отсутствует старение, шумы, и т.д. Сама характеристика преобразования также абсолютно линейна, а масштабный коэффициент не зависит от температуры. Далее я покажу, что это совсем не так, и нестабильности только этих характеристик уже достаточно, чтобы поставить под глубокое сомнение заявленную теперь уже Вами относительная приведенную погрешность преобразования ШИМ в ток (0,1%).
Также мы считаем, что прибор откалиброван, скажем, при 35С (середина коммерческого диапазона), и его относительная начальная ошибка, связанная с разбросом параметров компонентов, при этой температуре равна 0%.
Предположим для простоты также, что на выходе ADUM стабильно стоит уровень лог. 1 (динамика только усугубит картину, что нетрудно будет показать впоследствии).
Как Вы, наверное, уже успели заметить, я привёл максимально допустимую ошибку напряжения на выходе ADUM - 4мВ при питании 4,096В - для обеспечения относительной приведённой погрешности 0,1%. Она рассчитана, исходя из формулы приведённой Вами в предыдущем посте, в предположении идеальности передатчика (трансмиттера). Возражения есть?
А теперь скажите, кто может гарантировать стабильность выходного напряжения ADUM1100AR с заданной ошибкой 4мВ во всём коммерческом диапазоне температур? Вы или Аналог Дивайсис?

теперь спор разгорелся....

Думаю, он будет не слишком длинным.
Вам же всё-таки не мешает разобраться с работой схемы, которую Вы привели. Для начала, попробуйте ответить на вопрос, который я задал в посте №6.
И не стесняйтесь сами задавать вопросы.

[rezident]

Как Вы, наверное, уже успели заметить, я привёл максимально допустимую ошибку напряжения на выходе ADUM - 4мВ при питании 4,096В - для обеспечения относительной приведённой погрешности 0,1%. Она рассчитана, исходя из формулы приведённой Вами в предыдущем посте, в предположении идеальности передатчика (трансмиттера). Возражения есть?

Несмотря на то, что ваша цифра 4мВ взята "с потолка", вынужден согласиться, что при ваших статических условиях приведенная погрешность действительно будет больше 0,1%.
Предполагаем 4,096В/(10кОм +10кОм)*100=20,48мА.
Получаем (4,096В-0,004В)/(10кОм +10кОм)*100=20,46мА.
Считаем относительную приведенную погрешность (20,48мА-20,46мА)/16мА*100%=0,125%

[Stanislav]

Несмотря на то, что ваша цифра 4мВ взята "с потолка", вынужден согласиться, что при ваших статических условиях приведенная погрешность действительно будет больше 0,1%.

Более, чем на порядок, если верить AD.

Предполагаем 4,096В/(10кОм +10кОм)*100=20,48мА.
Получаем (4,096В-0,004В)/(10кОм +10кОм)*100=20,46мА.
Считаем относительную приведенную погрешность (20,48мА-20,46мА)/16мА*100%=0,125%

Простите, а что Вы вообще посчитали??
4мВ - это не взятая с потолка цифра, а максимально допустимая ошибка напряжения между выходом ADUM (ножка 6) и общим проводом (ножка 5) для обеспечения точности в 0,1(ну, или 0,125)% - только и всего.
Аналог Дивайсиз гарантируют ошибку при заданном выходном токе (~200мкА) никак не лучше, чем 0,1В , т.е, 100 мВ, и не приводит даже типовой зависимости этого параметра от температуры. О какой точности может вообще идти речь?

Stanislav
Если убрать резистор из цепи ПОС, то получается довольно известная схема источника тока, выходной ток определяется номиналом R1 по формуле Iвых=Uвх/R1. В данном случае Uвх равно напряжению входного сигнала после ФНЧ (0,1-3,2В) и соответсвенно полученный выходной ток не укладывается в нужный диапазон (4-20мА).

Совершенно верно.

...Резистором R4 я попробовал сделать смешение, чтобы установить нужный диапазон. С ним входное напряжение после ФНЧ получается 0,8-3,9 В и выходной ток 4-20мА.

Ну, хорошо.
Дело в том, что это напряжение смещения будет определяться пороговым напряжением затвор-исток полевого транзистора - крайне непостоянной от экземпляра к экземпляру и сильно зависимой от температуры величиной. Поэтому, так делать неправильно.
Для того, чтобы правильно сделать смещение, нужен источник опорного напряжения. В простейшем случае, им может служить любое стабилизированное напряжение в схеме.
От этого опорного источника и нужно заводить резистор на вход ОУ.

[rezident]

Простите, а что Вы вообще посчитали??

Относительную приведенную погрешность при ваших условиях.

будем считать, что микросхема XTR116 абсолютно идеальна. Иными словами, её опорный источник идеально стабилен, не подвержен влиянию нагрузки, температуры, в нём отсутствует старение, шумы, и т.д. Сама характеристика преобразования также абсолютно линейна, а масштабный коэффициент не зависит от температуры.

Предположим для простоты также, что на выходе ADUM стабильно стоит уровень лог. 1

А теперь скажите, кто может гарантировать стабильность выходного напряжения ADUM1100AR с заданной ошибкой 4мВ во всём коммерческом диапазоне температур?

Вот условия.

4мВ - это не взятая с потолка цифра, а максимально допустимая ошибка напряжения между выходом ADUM (ножка 6) и общим проводом (ножка 5) для обеспечения точности в 0,1(ну, или 0,125)% - только и всего.
Аналог Дивайсиз гарантируют ошибку при заданном выходном токе (~200мкА) никак не лучше, чем 0,1В , т.е, 100 мВ, и не нормирует даже типового значения этого параметра в зависимости от температуры. О какой точности может вообще идти речь?

Ну не нормирует и что из этого? Flash практически всех промышленных МК не нормируют на работу ниже -40С и выше +85С, а она работает. Считайте, что у меня что-то типа ПЗ и отбраковка по этому параметру на входе идет. После юстировки всего тракта остается только температурная нестабильность.

[Stanislav]

Относительную приведенную погрешность при ваших условиях.

По-моему, Вы ничего не поняли...
При "моих", а также "аналогдивайсовских" условиях для данной схемы может быть гарантирована точность только в единицы процентов.

Ну не нормирует и что из этого?

???
Простите, но хорошо ли Вы понимаете то, о чём пишете?
Повторюсь: здесь речь идёт о метрологической, т.е, гарантированной изготовителем, величине ошибки. А данный узел схемы является важнейшим, если не главным, источником данной ошибки.
Такой подход к решению задачи, уж простите, не может быть оправдан никакими соображениями.

...Flash практически всех промышленных МК не нормируют на работу ниже -40С и выше +85С, а она работает.

Хорош пример, нечего сказать. Главное - к месту...

Считайте, что у меня что-то типа ПЗ и отбраковка по этому параметру на входе идет.

Считать, или в самом деле отбраковываете?
Если да, то каким образом?

...После юстировки всего тракта остается только температурная нестабильность.

Я уже устал объяснять: температурная нестабильность превращает даже самым тщательным образом отъюстированный прибор в радиолюбительскую поделку, сертификат на которую может выдать только недостаточно квалифицированный или добросовестный эксперт.

т.е. если я правильно вас понял, то схема вполне работоспособна, нужно только грамотно подать смещение?

Не совсем она правильная. Щас поздно уже, нарисую, как нужно делать, завтра. Пока что попробуйте сами подумать, как и что...

[rezident]

Я уже устал объяснять: температурная нестабильность превращает даже самым тщательным образом отъюстированный прибор в радиолюбительскую поделку, сертификат на которую может выдать только недостаточно квалифицированный или добросовестный эксперт.

Да не сама температурная нестабильность, а величина этой нестабильности! И эксперт, кстати, работает не со схемой, а имеет дело с реальным юстированным прибором(ами). Прибором, который соответствует заявленным характеристикам. О чем собственно и гласит сертификат соответствия.

Повторюсь: здесь речь идёт о метрологической, т.е, гарантированной изготовителем, величине ошибки. А данный узел схемы является важнейшим, если не главным, источником данной ошибки.

Да начхать на эту ошибку, если она систематическая и убирается юстировкой.