Анализ погрешности

Погрешность устройства в целом складывается из суммы погрешностей всех ее узлов. Таким образом, проанализировав и просуммировав погрешности отдельных блоков устройства, мы сможем судить о точности прибора в целом.

1) Рассмотрим канал I

Рассчитаем погрешность входного усилителя. Напряжение ошибки смещения ВУ:

(4.1)

Напряжение ошибки входных токов ВУ:

(4.2)

Напряжения ошибок входных токов для блоков, следующих за ВУ мы находить не будем, т.к. эти напряжения достаточно малы.

Напряжение ошибки смещения выпрямителя:

(4.3)

Напряжение ошибки смещения ФНЧ II:

(4.4)

Найдем погрешности каждого блока схемы.

Погрешность входного усилителя:

(4.5)

Погрешность прецизионного выпрямителя:

(4.6)

Погрешность ФНЧ II:

(4.7)

2) Рассмотрим канал U

Рассчитаем погрешность дифференциального усилителя. Напряжение ошибки смещения ДУ:

(4.8)

Напряжение ошибки входных токов ДУ:

(4.9)

Напряжения ошибок входных токов для блоков, следующих за ДУ мы находить не будем, т.к. эти напряжения достаточно малы.

Напряжение ошибки смещения ФНЧ I:

(4.10)

Найдем погрешности каждого блока схемы.

Погрешность ДУ:

(4.11)

Погрешность ФЧВ:

(4.12)

Погрешность ФНЧ I:

(4.13)

Погрешность АЦП:

(4.14)

Оценка погрешности устройства в целом:

(4.15)

Методы устранения с погрешностей:

а) Использование прецизионных ОУ, например, таких как К140УД17А;

б) Балансировка ОУ (смотри рисунок 3.16);

Рисунок 3.16 – Схема балансировки ОУ К140УД17[13]

в) Симметрирование;

г) Уменьшение токов утечки с помощью конструктивных способов исполнения устройства (смотри рисунок 3.17).

Рисунок 3.17 –Конструктивные способы уменьшения токов утечки[13]

Настройкой мы исключим ошибки смещения от входных токов и разброс резисторов, но у нас останется нелинейность АЦП. Исходя из этого, можно задать погрешность устройства в целом менее 1.5%. В нашем случае (смотри формулу (4.15)).

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ОУ КР140УД17 - прецизионный усилитель с малым напряжением смещения и высоким коэффициентом усиления напряжения [DataSheet].

Режим доступа: www.chipinfo.ru/dsheets/ic/140/ud17.html

Дата доступа: 10.5.2010.

2. Дубровский, В.В. Резисторы: справочник/ Д.М Иванов, Н.Я. Пратусевич и др. - 2-е изд. перераб.и доп. – М.: Радио и связь, 1991. – 528с.: ил.

3. АЦП 572ПВ5[DataSheet].

Режим доступа: https://www.texnic.ru/data/acp/ADC_PDF/

572pv2, %20572pv5, %201175pv2, %201175pv5.pdf

Дата доступа: 10.5.2010.

4. Дьяконов, М.Н. Справочник по электрическим конденсаторам/ В.И. Карабанов, В.И. Присняков и др. Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.Ф. Смирнова.-М.: Радио и связь 1983. - 576с.; ил.

5. Подробное описание (datasheet) электронного компонента «525ПС2А» производства Квазар-ИС.

Режим доступа: https://doc.chipfind.ru/pdf/kwazar/525ps2a.pdf

Дата доступа: 29.05.2010.

6. Нефедов, А.В. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги. Справочник. Т.9-М.: ИП РадиоСофт, 1999.-512с.

7. Горюнов, Н.Н. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам/ Под общей редакцией Н.Н. Горюнова. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1977.-744с.; ил.