Входной тракт каналов тока и напряжения начинается с программируемого усилителя (PGA) и ΔΣАЦП:

Увеличить фото

На вход каждого вывода PGA можно подавать сигнал от -0,5 В до +0,5 В (спецификация, таблица "Предельно-допустимые электрические режимы эксплуатации и предельные электрические режимы микросхем"), при этом дифференциальный сигнал (VxP/IxP - VxN/IxN) может составлять от -1 В до +1 В.

Блок PGA позволяет увеличить амплитуду входного сигнала на заданный коэффициент (x1, x2, x4 и x8) перед дальнейшей подачей на ΔΣАЦП. С точки зрения корректности измерения требуется контролировать и входное напряжение PGA, и выходное напряжение PGA, так как учётом коэффициента усиления выходное напряжение PGA уходит в насыщение при достижении уровней -Uref и +Uref (опорное напряжение для ΔΣАЦП составляет от 2,39 В до 2.51 В).

Необходимо учитывать, что хотя полная шкала измерений дифференциального сигнала ΔΣАЦП составляет от -Uref до +Uref, для получения наилучших характеристик входной дифференциальный сигнал на ΔΣАЦП (выходной сигнал PGA) должен быть в пределах от -1 В до +1 В. Допускается формировать входной сигнал на ΔΣАЦП во всем диапазоне опорного напряжения, но характеристики будут хуже.

Характеристики SNR при входном дифференциальном сигнале от -1В до +1В на ΔΣАЦП приведены ниже в таблице 1 (спецификация, таблица "Справочные параметры микросхем").

Таблица 1 - Соотношение сигнал/шум для различных коэффициентов усиления при fNADCO = 4 кГц

Опорное напряжение (Uref) ΔΣАЦП может быть задано либо внутренним ИОН (типовое напряжение VREF_INT = 2.45 В), либо внешним ИОН, подключаемым к выводу VREF (2.39 В - 2.51 В). Выбор опорного напряжения осуществляется в регистре ADCUI_CTRL1, бит VREF_SEL: 0 - внешнее, 1 - внутреннее. При выборе VREF_SEL = 1 на вывод VREF выводится напряжение внутреннего ИОН (2,45 В), поэтому если к выводу VREF подключён внешний ИОН, то выбирать VREF_SEL = 1 запрещено.

В МК К1986ВК025 напряжение 2,45 В в качестве опорного напряжения для АЦП и ΔΣАЦП было выбрано по следующим причинам:

1) Выбор более стандартной опоры, равной 2.45В. В случае использования внешнего опорного напряжения микросхемы ИОН с напряжением 2,45 В более распространены, чем микросхемы ИОН с напряжением 1 В.

2) Возможность использовать один внешний ИОН сразу для двух АЦП - для SAR АЦП и для ΔΣАЦП. Это экономит площадь, потребление и количество занимаемых внешних выводов.