7270842105

dulatora. W wielu rozwiązaniach wejście przetworników jest poprzedzone wzmacniaczem buforującym. Wymienione zalety przetworników sigma-delta umożliwiają budowę torów pomiarowych o znacznej dokładności, które charakteryzują się uproszczoną strukturą układów kondycjonowania. W części pierwszej referatu omówiono wybrane właściwości przetworników sigma-delta. W części drugiej opisano charakterystyczne przykłady torów pomiarowych zbudowanych przy wykorzystaniu przetworników sigma-delta. Dokonano również porównania tych torów pomiarowych z klasycznymi rozwiązaniami bazującymi na wykorzystaniu typowych przetworników a/c. Przedstawiono wnioski dotyczące proekologicznego projektowania obwodów kondycjonowania przyrządów lub systemów pomiarowych.

2. WYBRANE WŁASNOŚCI PRZETWORNIKÓW SIGMA-DELTA

W odróżnieniu od przetworników całkujących, w przetwornikach z nadpróbkowa-niem wysoką dokładność przetwarzania uzyskuje się nie za pomocą precyzyjnych elementów⁷ analogowych lecz głównie dzięki zastosowaniu filtracji i ciągłej kalibracji sygnałów cyfrowych, a więc procesów dogodnych do realizacji w technice półprzewodnikowej [1-3], Rozdzielczość przetwornika sigma-delta jest zależna od częstotliwości powtarzania pomiarów i od wzmocnienia wzmacniacza programowalnego z układu tego przetwornika. Wszystkie dostępne przetworniki są wyposażone w układy modulatorów, których działanie umożliwia również uzyskiwanie efektu wzmacniania mierzonych sygnałów. Dlatego na schemacie zastępczym takich przetworników przedstawiane są wzmacniacze wejściowe, których wyjście jest połączone z wejściem właściwego układu przetwornika. Współczynniki wzmocnienia takich wzmacniaczy mogą być z reguły wybierane w granicach od Ido 128V/V, przy czym dopuszczalne wartości wzmocnienia są zawarte w układzie dwójkowym. Wzmacniacze te charakteryzują się rezystancją wejściową rzędu 1GŚ2 przy pojemności wejściowej rzędu 10 pF. Wartość prądu wejściowego jest rzędu lOpA. Wejścia sygnałowe i referencyjne przetwornika są wejściami różnicowymi, przy czym dopuszczalne granice zmian sygnałów są określone wartościami napięć zasilania przetwornika. Dzięki temu przetworniki sigma-delta umożliwiają pomiary stosunku dwóch napięć.

Tablica 1. Wartości skuteczne szumów przetworników⁷ HI 7190

Częstotliwość bieguna filtru	Szerokość pasma -3dB	Wartość skuteczna szumów odniesiona do wejścia |pV]
		G=1	G=2	G=4	G=8	G=16	G=32	G=64	G=128
10 Hz	2,62 Hz	0,435	0,246	0.134	0,126	0.066	0.134	0.070	0,060
25 Hz	6,55 Hz	0.604	0,336	0,226	0,246	0,237	0,212	0.220	0,209
50 Hz	13,1 Hz	0,903	0,447	0.341	0.529	0.258	0.442	0.224	0,364
100 Hz	26,2 Hz	2,50	1,05	0.628	0,786	0.406	0.672	0.414	0,496
500 Hz	131Hz	19.4	7,61	14,7	2,54	1.40	2,22	3.40	4,79
1 kHz	262Hz	96,7	32,6	18.4	11.0	5,16	10,2	4,97	5,63
2 kHz	524Hz	579	198	109	62.8	33.8	108	55,2	24,5

107