[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.22)( ) ( )-+"U dtRCPodstawiając do powyższego wzoru wartość u T ze wzoru (9.21)( )otrzymujemy11u t = U T - U t - T (9.23)( ) ( )RC RCPo czasie t = T + T napięcie na wyjściu integratora jest równe zeru,()czyli1u T + T = U T - U T = 0 (9.23)( )()RCStądUT = TUOkres T pierwszego całkowania jest wyznaczony przez pojemnośćlicznika N i częstotliwość f generatora zegarowego, natomiast wokresie drugiego całkowania licznik zlicza N impulsów o tej samejczęstotliwości Tak wiec podstawiając: T = N / f i T = N / f dowzoru (9.24) otrzymujemy zależnośćN N U= �"f f U 344StądUN = N (9.25)UW rezultacie, liczba zliczeń N uzyskana w liczniku po całej operacjiprzetwarzania jest proporcjonalna do wartości U - jest zatemcyfrową reprezentacją napięcia przetwarzanego w okresie T.W celu lepszego zilustrowania metody podwójnego całkowania narys.9.42b przedstawiono przebiegi napięcia na wyjściu integratora przydwóch różnych wartościach napięcia przetwarzanego U oraz U ,przy czym U > U.Przeprowadzona analiza jest słuszna zarówno dla dodatnich, jak iujemnych przetwarzanych napięć u , przy czym polaryzacja napięciaodniesienia U , powinna być zawsze odwrotna niż polaryzacjanapięcia przetwarzanego, a jego wartość równa conajmniej pełnemuzakresowi przetwarzania.Olbrzymią zaletą przetwornika z podwójnym całkowaniem jestniezależność wyniku przetwarzania od częstotliwości zegara iparametrów układu całkującego oraz dryftu progu komparatora.Jest tobardzo istotne, gdyż cieplna i długoczasowa niestabilność tychparametrów nie powodują błędów przetwarzania.Z drugiej strony wukładzie z podwójnym całkowaniem, odmiennie niż w metodzieczasowej prostej, występuje częściowa kompensacja odstępstwa odprzebiegu liniowego w rzeczywistym integratorze, który ze względu naskończoną stałą czasową całkowania wytwarza przebieg wykładniczy.Rys.9.43 wyjaśnia opisywane zjawisko o ile w trakcie ładowania naskutek odstępstwa od przebiegu liniowego napięcie na kondensatorzebędzie mniejsze od założonej wartości maksymalnej, to i w drugimkroku wystąpią analogiczne odstępstwa, czego skutkiem będziewydłużenie czasu rozładowania.Jest to kolejna zaleta metodyprzetwarzania A/C z podwójnym całkowaniem.Rys.9.43.Ilustracja zasady częściowejkompensacji wpływu odstępstwa odcałkowania liniowego w układziepodwójnego całkowaniaNajistotniejszą jednak cechą omawianej metody jest jej całkujący 345charakter z czego wynika zdolność znacznego ograniczenia zakłóceńperiodycznych, jeżeli okres całkowania T dostosuje się do okresusygnału zakłócającego (np.zakłóceń sieciowych).Umożliwia tobezproblemowe stosowanie tej metody w warunkach przemysłowych, coniewątpliwie jest jednym z czynników jej niesłabnącej popularności.Wadą metody podwójnego całkowania jest stosunkowo długi czasprzetwarzania.Jedną z prób eliminacji tej cechy jest metoda całkowaniapotrójnego.Jej istota polega na podziale fazy rozładowania na dwieczęści w pierwszej rozładowanie jest bardzo szybkie, a po osiągnięciunapięcia odpowiadającego przykładowo 1% pełnego zakresu, szybkośćrozładowania maleje stukrotnie.Oznacza to znaczne skrócenie fazyrozładowania, a zatem również całkowitego czasu konwersji.Zabiegzmniejszenia szybkości zmian napięcia w okolicach progu komparacjima prowadzić do istotnego zwiększenia dokładności.W rezultaciemetoda ta umożliwia zwiększenie szybkości konwersji przy niezmienionej dokładności lub zwiększenie dokładności przy niezmienionej szybkości bądz też rozwiązanie kompromisowe.Pierwsza zmożliwości jest jednak stosunkowo rzadko wykorzystywana, gdyżgłówna zaleta metod integracyjnych polega na eliminacji zakłóceńokresowych a do tego celu istotny jest dobór czasu całkowaniasygnału przetwarzanego, który powinien być co najmniej równy (albobyć wielokrotnością) okresu sygnałów zakłócających czyli zwykle20 ms.Skrócenie dalszych faz ma niewielki wpływ na całkowity czaskonwersji.W dziedzinie zaś istotnego udoskonalenia dokładnościprzetwarzania opracowano metodę poczwórnego całkowania.Wmetodzie tej wykonuje się dwa cykle podwójnego całkowania jeden wfazie autozerowania i drugi w fazie zasadniczego przetwarzania.Zasadnicza koncepcja tej metody polega na wyznaczeniu (w postacicyfrowej) różnicy między wynikiem przetwarzania a wynikiemspodziewanym dla idealnych układów przetwornika.O tę wartośćmodyfikuje się czas, przez który w fazie właściwego przetwarzaniacałkuje się napięcie przetwarzane.Ma to na celu skompensowaniezależności szybkości całkowania od napięcia wejściowego iniezrównoważenia wzmacniacza operacyjnego.Podobnie, po fazierozładowania kondensatora koryguje się zawartość licznika o wielkośćpamiętaną od zakończenia fazy autozerowania.Dzięki tej techniceosiąga się dobrą kompensację błędów wynikających z niedoskonałościelementów, niezrównoważenia w układzie integratora, nieidealnościmasy analogowej, zmian napięć zasilających oraz temperatury. 3469.4.7.2
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
