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.

[Stanislav]

Да не сама температурная нестабильность, а величина этой нестабильности!

Ну, правильно, величина.
Каким образом Вы её гарантируете хотя бы для ADUM - вот что мне интересно.

...И эксперт, кстати, работает не со схемой, а имеет дело с реальным юстированным прибором(ами).

Эксперт просто обязан работать со схемой, чтобы иметь возможность априорно оценить погрешности испытуемого прибора. Либо проводить полное метрологическое тестирование каждого устройства, в том числе, и в заданном диапазоне температур, с обязательной ежегодной поверкой.

...Прибором, который соответствует заявленным характеристикам. О чем собственно и гласит сертификат соответствия.

Простите, но по поводу таких сертификатов остаётся только сокрушаться...

Между тем, лишь небольшой доработки устройства будет достаточно, чтобы исключить данный источник ошибки (или, во всяком случае, сделать её заведомо меньшей, нежели требуется по ТУ).

2 Kattani
Смещение подавайте через резистор в точку соединения резисторов R2 и R5. Остальное - в посте №3.

[rezident]

Каким образом Вы её гарантируете хотя бы для ADUM - вот что мне интересно.

Я??? Я не гарантирую. Проверяется в результате тестирования устройства.

Либо проводить полную метрологическое тестирование каждого устройства, в том числе, и в заданном диапазоне температур, с обязательной ежегодной поверкой.

Угу. Именно так. Только без схемы.

Простите, но по поводу таких сертификатов остаётся только сокрушаться...

Какие уж есть

Между тем, лишь небольшой доработки устройства будет достаточно, чтобы исключить данный источник ошибки (или, во всяком случае, сделать её заведомо меньшей, нежели требуется по ТУ).

Поясните. Может действительно стоящее рацпредложение.