Анализ составляющих погрешностей и их расчет

В данную схему погрешности будут вносить следующие факторы:

) погрешность вносимая усилителем;

) отклонение сопротивлений резисторов от номинальных значений;

) отклонение емкостей конденсаторов от номинальных значений;

) погрешности операционных усилителей;

) погрешность АЦП.

) Расчет погрешности усилителя

Рассчитаем погрешности усилителя. ОУ - 1407УД4. Основные характеристики ОУ приведены ранее. В качестве элементов схемы выбраны резисторы C2-334 с допуском ±2%, температурный коэффициент α которых в интервале температур от -60 до +155°С не превышает ±350·10-6 1/°С. Номинальные значения сопротивлений, соответствующие ряду Е48:

; .

Номинальное значение напряжения на выходе усилителя:

,

где Кн - номинальный коэффициент усиления.

.

Реальная функция преобразования:

.

Коэффициент усиления замкнутого операционного усилителя определяется по следующей формуле:

,

где - значение коэффициента усиления разомкнутого операционного усилителя; β - коэффициент обратной связи.

Рассчитаем аддитивную погрешность усилителя.

Она представляет собой смещение на выходе усилителя и складывается из следующих составляющих:

) смещение нуля операционного усилителя: ;

) смещение нуля на выходе, обусловленное разностью входных токов:

;

3) смещение нуля на выходе, вызванное различием сопротивлений во входных цепях: к первому (инвертирующему) входу подключено сопротивление

; ;

;

4) температурный дрейф смещения:

;

5) смещение нуля под действием температурного дрейфа разности входных токов:

.

Среднеквадратическое отклонение систематической погрешности нуля:

.

Первые три составляющие смещения нуля остаются постоянными в пределах рабочих условий и могут быть частично устранены установкой нуля перед началом измерения. Предположим, что погрешность установки нуля составляет не более . Тогда смещение нуля в процессе измерения не превышает:

.

Запишем уравнение для погрешности усилителя, приведенной к выходу:

Найдем погрешность коэффициента обратной связи γβ. Она складывается из:

) разброса значений сопротивлений цепи обратной связи в пределах нормальных условий (при t=20 0С): ;

2) температурных изменений сопротивлений цепи обратной связи:

Общая погрешность коэффициента обратной связи:

Мультипликативная погрешность замкнутого усилителя, обусловленная погрешностью прямой цепи, составляет:

Полная погрешность коэффициента усиления каскада равна:

.

Среднеквадратическое отклонение мультипликативной погрешности определяется:

.[8

Перейдем к относительной погрешности:

.

; .

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочтите также:

Накапливающий сумматор
В настоящее время интегральные микросхемы (ИМС) широко применяются в радиоэлектронной аппаратуре, в вычислительных устройствах, устройствах автоматики и т.д. Цифровые методы и цифровые ...

Моделирование работы приемника циклового синхросигнала аппаратуры ЦСП
В настоящее время всё более широкое распространение получают цифровые методы передачи и обработки информации. В большинстве развитых стран выпускается и постоянно совершенствуется оборуд ...

Устройства преобразования и обработки информации в системах подвижной радиосвязи
Цифровое представление речевого колебания, как следует из названия основано на сохранении формы колебания в процессе дискретизации и квантования. Способы представления речевого сигнала ...

Основные разделы

Copyright © 2008 - 2021 www.techmatch.ru