АЦП SD6, интергрированный в MSP430F47197 Опции

[Zelepuk]

Недавняя полемика относительно диапазона входных напряжений для этих АЦП поставила меня в замешательство. Утверждалось, что этот АЦП не может воспринимать отрицательные сигналы, и сталобыть, напряжение всегда нужно сдвигать (либо мерять от 0 до Vref)
Не так давно наткнулся на статью в журнале, которая заставила меня усомниться в данном утверждении.
Так кто же прав?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Zelepuk]

Rezident, почитайте пожалуйста эту тему.

Василий123 - СПАСИБО!

Сильно ли ухудшится точность счётчика, если применить внутреннее усиление (мне нужно усилить сигнал в 16раз). Или лучше внешний ОУ применить?

[MrYuran]

Или лучше внешний ОУ применить?

Тогда вообще непонятна вся возня с минусами - прямо на операционнике и смещайте уровень, на сколько надо.

[Zelepuk]

Тогда вообще непонятна вся возня с минусами - прямо на операционнике и смещайте уровень, на сколько надо.

Зачем на операционнике, если наверняка можно внутренний коэффицент усиления подстроить и резисторами делителя в небольших пределах поиграться.

Выкладываю апликуху, что бы всем понятно было что смещения нету здесь (простите за качество, но у Texas Instruments лучше нет)

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Василий123]

1). Серия микроконтроллеров MSP430 весьма многочисленна. Достигается это, в том числе, тем, что делается хорошее процессорное ядро, а затем добавляются различные специфические модули. Например, сигма-дельта АЦП для применения в счетчиках электроэнергии. Ничего удивительного, что раздел "Absolute maximum ratings" может касаться не всех аспектов работы микроконтроллера. Могли просто забыть сделать соответствующее примечание.

2). Внутренняя структура АЦП SD16 в документации приведена, разумеется, не со всеми подробностями, так что схема смещения там просто не указана. Кроме того, вовсе не обязательно иметь на кристалле отрицательное напряжение, чтоб обеспечивать нормальную работу биполярного входа АЦП. Схемотехника таких входов может быть различной.

3). Что касается схемы из примера применения http://focus.ti.com/lit/an/slaa409a/slaa409a.pdf. Смотрим в левый верхний угол. Там три одинаковых резистивных делителя, по совместительству фильтра. Входное сетевое напряжение (например, "LINE-VA) делится с помощью резисторов R38, R41, R44, R53 до уровня 333мВ (среднеквадратичное значение). Амплитудное значение, соответственно 470мВ. Это двуполярное напряжение, которое изменяется синусоидально в диапазоне -470…+470мВ, и оно подается на входы АЦП "A2+" и "A2-" (выводы 5 и 6) без каких либо ограничений. То же самое касается всех остальных входов АЦП.
Диоды 1N4148, ограничивающие размах напряжения на других входах АЦП не мешают нормальной работе схемы, т.к. сигналы с датчиков тока, как правило, не превышают 200…300мВ, а нередко значительно меньше. Диоды эти, однако, необходимы, поскольку трансформаторный датчик тока может выдать очень большие импульсы напряжения при некоторых неблагоприятных условиях.

4). В том же примере применения читаем раздел 3.2. на стр. 4:
"…SD16 allows a maximum negative voltage of -1V, hence AC signals from mains can be directly interfaced without the need for level shifters. …
Для не владеющих английским, примерный перевод:
"SD16 допускает максимальное отрицательное напряжение -1В, следовательно, сетевое переменное напряжение может быть подано прямо, без необходимости сдвига уровня." Имеется ввиду, конечно, через резистивный делитель.

5). По поводу использования внешнего ОУ вместо внутреннего вопрос не совсем ясен. Применяя внутреннее ОУ, без особых проблем можно сделать счетчик электроэнергии с классом точности 1, а фактически даже лучше. Чем здесь поможет внешний ОУ, непонятно.

[Zelepuk]

1). Серия микроконтроллеров MSP430 весьма многочисленна. Достигается это, в том числе, тем, что делается хорошее процессорное ядро, а затем добавляются различные специфические модули. Например, сигма-дельта АЦП для применения в счетчиках электроэнергии. Ничего удивительного, что раздел "Absolute maximum ratings" может касаться не всех аспектов работы микроконтроллера. Могли просто забыть сделать соответствующее примечание.

2). Внутренняя структура АЦП SD16 в документации приведена, разумеется, не со всеми подробностями, так что схема смещения там просто не указана. Кроме того, вовсе не обязательно иметь на кристалле отрицательное напряжение, чтоб обеспечивать нормальную работу биполярного входа АЦП. Схемотехника таких входов может быть различной.

3). Что касается схемы из примера применения http://focus.ti.com/lit/an/slaa409a/slaa409a.pdf. Смотрим в левый верхний угол. Там три одинаковых резистивных делителя, по совместительству фильтра. Входное сетевое напряжение (например, "LINE-VA) делится с помощью резисторов R38, R41, R44, R53 до уровня 333мВ (среднеквадратичное значение). Амплитудное значение, соответственно 470мВ. Это двуполярное напряжение, которое изменяется синусоидально в диапазоне -470…+470мВ, и оно подается на входы АЦП "A2+" и "A2-" (выводы 5 и 6) без каких либо ограничений. То же самое касается всех остальных входов АЦП.
Диоды 1N4148, ограничивающие размах напряжения на других входах АЦП не мешают нормальной работе схемы, т.к. сигналы с датчиков тока, как правило, не превышают 200…300мВ, а нередко значительно меньше. Диоды эти, однако, необходимы, поскольку трансформаторный датчик тока может выдать очень большие импульсы напряжения при некоторых неблагоприятных условиях.

4). В том же примере применения читаем раздел 3.2. на стр. 4:
"…SD16 allows a maximum negative voltage of -1V, hence AC signals from mains can be directly interfaced without the need for level shifters. …
Для не владеющих английским, примерный перевод:
"SD16 допускает максимальное отрицательное напряжение -1В, следовательно, сетевое переменное напряжение может быть подано прямо, без необходимости сдвига уровня." Имеется ввиду, конечно, через резистивный делитель.

5). По поводу использования внешнего ОУ вместо внутреннего вопрос не совсем ясен. Применяя внутреннее ОУ, без особых проблем можно сделать счетчик электроэнергии с классом точности 1, а фактически даже лучше. Чем здесь поможет внешний ОУ, непонятно.

В документе slaa409 добились класса точности 0,2. Но у них усиление 1. Мне же нужно усиление 16. Так как мой трансформатор тока требует применнеия 40 ом сопротивления нагрузки, при K = 1/2000.

Таким образом, если я делаю счётчик на номинал 1А, то максимум среднеквадратического тока составит 2А. Амплитуда тогда 2,828 А.
(2,828/2000)*40 = 56мВ - размах напряжения на резисторе. Тогда, наиболее подходящее усиление 8 (для SD16).
Удастся ли получить класс точности 0,2 при таком подходе?

Сообщение отредактировал Zelepuk - Apr 26 2011, 04:43