ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АЦП НА ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО КВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ

А.Н. Серов, А.А. Шатохин, Е.В. Мороз
DOI: 10.25699/SSSB.2018.21.11554 Download PDF
Аннотация: В настоящее время для измерения среднего квадратического значения (СКЗ) применяются преимущественно цифровые методы. Реализация данных методов предполагает использование аналого-цифровых преобразователей (АЦП) для получения отсчетов входного сигнала в цифровом виде. Функция преобразования (ФП) реального АЦП имеет аддитивные, мультипликативные и нелинейные составляющие погрешности. Данные составляющие имеют различные коэффициенты влияния на погрешность измерения СКЗ. Показано, что аддитивная составляющая практически не влияет на погрешность измерения СКЗ, а мультипликативная составляющая погрешности ФП АЦП линейно связана с погрешностью измерения СКЗ. Для случая синусоидального и полигармонических входных сигналов получены аналитические оценки влияния нелинейности ФП АЦП на погрешность измерения СКЗ. Достоверность выражения для случая синусоидального входного сигнала подтверждена результатами имитационного математического моделирования, выполненного в программном пакете Matlab. Выполнено исследование влияния амплитудного значения входного сигнала и его начальной фазы на погрешность измерения СКЗ, вызванную нелинейностью ФП АЦП. Для оценки эффективности предлагаемой методики путем имитационного математического моделирования получены оценки погрешности измерения СКЗ для случая АЦП ADS8372 (построен по архитектуре последовательного приближения) и ADS1610 (построен по сигма-дельта архитектуре). Производитель обоих рассматриваемых АЦП – компания Texas Instruments. Проанализированы аддитивные, мультипликативные и нелинейные составляющие погрешности рассматриваемых АЦП. Показано, что предлагаемая методика оценки погрешности измерения СКЗ, вызванная нелинейностью АЦП позволяет сверху оценить погрешность измерения СКЗ, вызванную нелинейностью ФП АЦП. Однако данная оценка погрешности завышена относительно результатов имитационного моделирования.
Ключевые слова: аналого-цифровой преобразователь, среднее квадратическое значение, погрешность измерения, интегральная нелинейность, погрешность квантования.

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство