Resumen: Este artículo compara las ventajas de la integración de ADC y delta-sigma ADC arquitecturas para aplicaciones de metro del panel. Se incluye una descripción de dos familias de panel de metros de ICs específicos, el MAX1491, MAX1499 y MAX1365 el MAX1368.
Introducción
Esta nota de aplicación se comparan los méritos de la integración de ADC y delta-sigma ADC arquitecturas para aplicaciones de metro del panel. Se incluye una descripción de dos familias de panel de metros de ICs específicos, el MAX1491, MAX1499 y MAX1365 el MAX1368.
La integración de ADC Arquitectura
Medidor de panel diseñadores suelen elegir ADCs integración porque son familiares y fáciles de conseguir. Una arquitectura de convertidor de integración combina alta resolución y excelente rechazo de ruido, lo que es ideal para la conversión de bajo ancho de banda las señales analógicas. La integración de analógico a digital (ADC) rechazan tanto de alta frecuencia y el ruido 50Hz/60Hz. Si el tiempo de ciclo de integrar = T, entonces todas las frecuencias de N (1 / T) son, en teoría, completamente rechazada. T puede ser elegido para rechazar el ruido 50Hz/60Hz. Desde un integrador analógico es en realidad un filtro de paso bajo, todas las señales de entrada con períodos significativamente más corto que T media a cero. Por medidor digital de panel de aplicaciones, una amplia selección de la integración de ADC con una función de diodo emisor de luz (LED) y pantalla de cristal líquido ( LCD conductores) proporcionan una solución independiente. El ICL71 serie de estándares de la industria ADCs integración está mostrando su edad, pero las partes mejor están disponibles ( Tabla 1 ). El rendimiento de ADC integración se basa en la integración de precisión y deintegrationciclos , los cuales requieren componentes externos de precisión. Los componentes más importantes son autozeroing y la integración de los condensadores. Ambos de estos condensadores requieren excepcional absorción dieléctrica características para reducir el efecto memoria, que en última instancia, los límites de precisión. Estos condensadores de alto rendimiento son costosos y son susceptibles a las corrientes de fuga, por lo cuidado de PCB diseño y la limpieza son necesarios. Otras desventajas de estos ADC incluyen el hecho de que algunos requieren de dos fuentes, que los aumentos de costos. Además, la integración de ADCs disponibles en la actualidad tienen a menudo un factor de forma relativamente grande. Externo diodo Zener creó el ADC de referencia de voltaje . Por otra parte, las señales de entrada no lineal necesidad de acondicionamiento de señal especializados para convertir la señal de ± 2 V o ± 200mV para mostrar en la pantalla LCD o LED.
Delta-Sigma Convertidores
Delta-sigma de convertidores son también muy adecuado para bajo ancho de banda, alta resolución de la adquisición. Pero con un modulador sencillo analógico con un filtro digital más complejo. La exactitud depende del ruido y el rendimiento de linealidad del modulador, que utiliza amplificadores de altas prestaciones. Estos amplificadores no dependen de los componentes externos de alta precisión. Menor proceso de geometrías han permitido a los fabricantes de IC para integrar las referencias, fuentes de reloj, bombas de carga, y los controladores de pantalla, mientras que el ahorro tanto de costes y espacio. Por todas estas razones, los diseñadores prefieren ahora delta-sigma ADC para aplicaciones de metro del panel. El filtro digital convierte la salida del modulador analógico a la palabra de salida digital y también proporciona filtros de paso bajo. En las aplicaciones de metro del panel, una respuesta ³ Sinc filtro con muescas a 50 Hz y 60 Hz ofrece una excelente (> 100dB) 50Hz/60Hz rechazo. Sin embargo, una desventaja inherente a la arquitectura del delta-sigma es que el filtro no proporciona la atenuación en múltiplos enteros de la frecuencia de muestreo del modulador. La frecuencia del modulador se basa en la relación de sobremuestreo (OSR) x tipo de datos de salida. En la práctica, resultado de grandes proporciones sobremuestreo en el modulador de frecuencia de muestreo muy por encima del ancho de banda de la señal de entrada. Unanti-aliasing de filtro se puede omitir sin degradar el rendimiento del sistema, si la magnitud de la señal de entrada en las frecuencias de muestreo es pequeño modulador. El MAX1491, MAX1499 utilizar una arquitectura de delta-sigma y son excelentes opciones para las aplicaciones de metro del panel. Cuentan con una pieza electrónica integrada, una referencia interna gap 2.048V (20 ppm / ° C típico) y un chip de bomba de carga que se genera internamente una fuente negativa para el trastorno bipolar, de alta impedancia buffers de entrada (> 1GΩ típico). Estos 20 bits delta-sigma basado ADC también incluyen batería baja de alerta, el pico del detector, y mantener las funciones. Para el rango de entrada ± 2V, la relación de sobremuestreo es de 128, para el rango de entrada de ± 200 mV, la relación de sobremuestreo es de 1024. El MAX1365, MAX1368 delta-sigma ADC basada en medidor digital de panel de soluciones cuentan con un SPI ™ / QSPI ™ / MICROWIRE ® compatible con la interfaz serie , que aumenta la flexibilidad de diseño. El MAX1365, MAX1368 también incluyen un 0-16mA (4-20mA) corriente de salida que permite la conducción de un display a distancia y un convertidor de digital a analógico ( DAC ) que se puede acceder directamente a través de la SPI interfaz. Además de reemplazar DIP switches y los puentes necesarios para configurar el medidor de panel, un microcontrolador (μC) de la interfaz permite la búsqueda de linealización o la mesa del resultado de la conversión. Puede utilizar un μC de bajo costo antes de mostrar la salida. Cálculos no lineales, tales como termoparmediciones, termistor mediciones, y el pH no se requiere linealización analógica compleja. Use la Tabla 1 para seleccionar el equivalente funcional de la sugirió la integración de medidor de panel-IC. Tabla 1. Equivalentes funcionales de la gestión integrada del panel-Meter ICs
Si desea obtener más información sobre la teoría y el funcionamiento de la integración y la delta-sigma ADC, consulte las notas de aplicación lo siguiente:
- Nota de aplicación 1041, " Entendiendo ADCs Integración "
- Nota de aplicación 1870, " Desmitificación de Sigma Delta "
MICROWIRE es una marca comercial registrada de National Semiconductor Corporation. QSPI es una marca registrada de Motorola, Inc.SPI es una marca registrada de Motorola, Inc
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