Разработка и исследование методов повышения точности и помехоустойчивости быстродействующих устройств ввода аналоговой информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, кандидат наук Киракосян Степан Айрапетович

• Киракосян Степан Айрапетович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Киракосян Степан Айрапетович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОЦЕНКА ДОСТИЖИМОЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ ПОМЕХ

1.1. Общая модель измерительной системы

1.2. Основные характеристики прецизионных датчиков, АЦП, усилителей

1.2.1. Анализ прецизионных датчиков

1.2.2. Анализ прецизионных усилителей

1.2.3. Анализ прецизионных АЦП

1.2.4. Анализ источников опорного напряжения

1.2.5. Анализ системы питания УВАИ

1.3. Влияние шумов на точность измерительной системы

1.4. Оптимальное распределение погрешностей для прецизионных измерительных систем

Выводы по главе

2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАЛЬНОГО УРОВНЯ ПОМЕХ НА ВХОДАХ АЦП

В главе 2 представлен детальный анализ помех, которые действуют на все составные части УВАИ. Определены типы помех, причины их появления, пути проникновения и законы распределения амплитуд

2.1. Основные источники помех

2.2. Исследование уровня помех по шине заземления. Помехи общего вида

2.3. Исследование уровня помех в измерительных кабелях. Помехи нормального вида

2.4. Оценка длительностей импульсных помех в измерительных линиях связи

2.5. Обобщённая модель помехи для моделирования

2.6. Конструктивные и схемотехнические методы борьбы с помехами

2.7. Оценка погрешности наложения спектров при дискретизации сигналов датчиков с неограниченным спектром

Выводы по главе

3. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ АЛГОРИТМОВ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ К ИМПУЛЬСНЫМ ПОМЕХАМ МАЛОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

3.1. Оценка устойчивости основных алгоритмов аналого-цифрового преобразования к воздействию импульсных помех малой длительности

3.2. Оценка коэффициентов подавления сетевых и импульсных помех в цифровых вольтметрах

3.3. Экспериментальная оценка подавления сетевых и импульсных помех преобразователями напряжение-частота

Выводы по главе

4. ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОДАВЛЕНИЯ И ФИЛЬТРАЦИИ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ ПОМЕХ АЛГОРИТМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

4.1. Алгоритмические методы повышения точности преобразователей

4.2. Оценка эффективности а-усечённого среднего для подавления индустриальных помех

4.3. Оценка эффективности алгоритмов цифровой фильтрации импульсных помех

Выводы по главе №4

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

144

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование методов повышения точности и помехоустойчивости быстродействующих устройств ввода аналоговой информации»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. На современном этапе развития устройств ввода аналоговой информации (УВАИ) в системах управления и контроля проблема улучшения метрологических характеристик является одной из основных. Энерговооружённость промышленных предприятий увеличивается примерно в 2 раза каждые 5 лет, для чего на производстве используются высокоэффективные импульсные преобразователи AC/DC, DC/DC, тиристорные регуляторы мощности и импульсные электроприводы. Соответственно, увеличивается количество источников помех и ухудшается электромагнитная обстановка. Широкое использование прецизионных УВАИ и энергоёмкого электрического оборудования выдвигает на первый план решение вопросов обеспечения их электромагнитной совместимости. Это касается построения помехоустойчивых УВАИ, которые могли бы обеспечить высокие метрологические характеристики в условиях воздействия мощных внешних электромагнитных полей. Совершенствование применяемых в промышленности методов измерения физических величин позволит повысить эффективность производства и качество выпускаемой продукции.

Можно отметить две основные области науки и техники, для которых важно повышение точности УВАИ в условиях индустриальных помех:

1. Промышленное производство, где важно поддержание медленных технологических процессов на заданном уровне с высокой точностью. Это касается производства высокотехнологичной продукции, полупроводниковых приборов, интегральных микросхем и т.д. Например, температура при изготовлении сапфирового стекла должна поддерживаться на уровне 2050±5 °С (0,03 %).

2. Область физического эксперимента, где требуется проведение большого числа измерений в течение коротких промежутков времени (от сотен нс до десятков мкс). Это ввод информации в области ядерной физики, лазерной техники, ускорителей элементарных частиц, силовой электроники и т.д. Проводимые в этих областях опыты достаточно дорогостоящие и часто не могут быть повторены. Например, регистрация редких распадов каонов на ускорителем У-70 (3840 каналов, время измерения 5 мкс, 12 разрядов).

Для таких измерений требуется применять (12-16)-разрядные АЦП и уровень шумов и помех не должен превышать нескольких квантов, т.е. меньше 30-100 мкВ. Но реальный уровень шумов и помех всегда существенно выше (0,1-3 мВ). Таким образом, возникает определённое противоречие между требованиями по точности и достижимой точностью УВАИ.

Совершенствование элементной базы позволяет обеспечить точность измерений, которая ограничивается только погрешностью датчика, шумами и помехами в измерительной линии связи. Эффективным способом уменьшения влияния шумов и помех является использование

алгоритмических методов их подавления. Однако применение алгоритмических методов требует наличия априорной информации об уровне помех, законах распределения амплитуд и длительностях помех. В литературе практически не представлены данные об уровне периодических и импульсных помех в линиях связи и на входах УВАИ систем управления и контроля технологических процессов на промышленных предприятиях, отсутствуют достоверные данные по законам распределения амплитуд и длительностей импульсных помех.

Актуальность проблемы, решаемой в диссертационной работе, определяется следующими обстоятельствами:

во-первых, необходимостью дальнейшего улучшения метрологических и эксплуатационных характеристик прецизионных УВАИ, позволяющих получить точные и надёжные результаты измерений даже в очень сложной электромагнитной обстановке;

во-вторых, появлением современных микропроцессорных средств, предоставляющих возможность разработки и применения новых, более сложных и совершенных алгоритмов цифровой фильтрации, отличающихся улучшенными характеристиками;

в-третьих, необходимостью исследования механизма влияния импульсных помех на алгоритмы аналого-цифрового преобразования в УВАИ с целью минимизации влияния импульсных помех.

Задача построения помехоустойчивых УВАИ решается в условиях действия двух технически противоречивых тенденций. С одной стороны, это постоянно возрастающие требования практики к УВАИ, которые должны обладать все более низкими порогами чувствительности (десятки мкВ) при высоких требованиях к метрологическим характеристикам. С другой стороны совершенствование характеристик УВАИ сдерживается постоянным увеличением общего электромагнитного фона из-за роста энерговооружённости промышленных предприятий, транспорта и сферы бытовых услуг. В данном аспекте проблема помехоустойчивости УВАИ вот уже в течение последних 20-30 лет остаётся актуальной.

Вопросы по классификации помех, конструктивным методам построения помехоустойчивых УВАИ, простым алгоритмам обработки данных, обеспечивающие улучшение показателей помехоустойчивости, в целом нашли своё решение. Вместе с тем, имеется целый ряд задач, не нашедших убедительного решения из-за разнообразия требований, предъявляемых к УВАИ. К таким задачам, например, относится задача построения помехоустойчивых УВАИ и обработки полученных данных для быстрых физических экспериментов длительностью менее 100 мкс. Кроме того, нет оценок устойчивости основных алгоритмов аналого-цифрового преобразования к воздействию помех, нет сравнительного анализа алгоритмов нелинейной цифровой фильтрации и сглаживания помех.

Актуальность работы также подтверждается соответствием перечню критических технологий Российской Федерации (утверждённому Указом Президента РФ от 7 июля 2011 года № 899), а именно «Технологии информационных, управляющих, навигационных систем».

На основании вышеизложенного тема исследования является актуальной.

Степень разработанности темы диссертации. К настоящему времени в решении рассматриваемой проблемы достигнуты значительные практические и теоретические результаты. Большой вклад в развитие теории и практики построения помехоустойчивых УВАИ внесли коллективы отечественных учёных, руководимые в разное время: В.С. Гутниковым, Л.Ф. Куликовским, В.Н. Малиновским, П.В. Новицким, М.П. Цапенко, А.П. Стаховым, Б.Я. Швецким, Г.П. Шлыковым, В.М. Шляндиным, Л.Г. Журавиным, Э.И. Цветковым, John R. Barnes, Henry W. Ott, E. Habiger, T. Williams, K. Armstrong и др.

Объект исследования - промышленные УВАИ, измерительные системы для проведения научных исследований, цифровые измерительные приборы.

Предмет исследования - методы повышения точности измерений физических величин в условиях сложной электромагнитной обстановки.

Цель работы - повышение метрологических характеристик и быстродействия канала УВАИ в условиях сложной электромагнитной обстановки путём анализа источников помех, функций влияния на составные части УВАИ, помехоустойчивости структур АЦП и применения специальных статистических методов обработки результатов измерений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выработать практические рекомендации по распределению погрешностей УВАИ с целью повышения их метрологических характеристик.

2. Оценить влияние электромагнитной обстановки на уровень помех по шинам заземления, в измерительных кабелях и на входах АЦП, описать законы распределения помех и разработать обобщённую модель помехи.

3. Оценить эффективность конструктивных методов уменьшения влияния помех (рациональная кабельная проводка, токовая передача сигналов 4-20 мА, гальваническая развязка, аналоговая фильтрация).

4. Оценить устойчивость основных алгоритмов аналого-цифрового преобразования к воздействию импульсных помех.

5. Провести сравнительный анализ алгоритмов нелинейной цифровой фильтрации и сглаживания помех и обосновать выбор оптимального алгоритма фильтрации.

Методы исследования

Основой для анализа и синтеза методов и алгоритмов являются теория вероятностей и теория случайных процессов, метрологический и статистический анализ, имитационное моде-

лирование с использованием современных программных продуктов NI LabVIEW, NI Multisim, STATISTICA.

Научная новизна заключается в определении законов распределения амплитуд помех нормального и общего вида и синтезе обобщённой модели помехи на входах аналого-цифрового преобразователей; оценке помехоустойчивости наиболее распространённых алгоритмов аналого-цифрового преобразования; оценке помехоустойчивости алгоритмов обработки результатов многократных наблюдений в условиях воздействий индустриальных помех.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований на модельных и реальных сигналах и полученными сравнительными оценками эффективности предложенных алгоритмов. Экспериментальные исследования проводились с использованием поверенных современных измерительных приборов: осциллографов от Tektronix, GW Instek, Fluke, вольтметра АКИП, и модульной измерительной системы NI PXI (осциллографы, вольтметры, АЦП). Наибольшая полоса пропускания 200 МГц, наименьшая разрешающая способность 1,3 мкВ. Экспериментальные исследования были проведены по специально разработанным и утверждённым методикам.

Практическую ценность представляют следующие полученные результаты: модель помехи на входах аналого-цифровых преобразователях; методы и алгоритмы обработки зашум-лённых сигналов для АЦП поразрядного кодирования; методы, алгоритмы и структуры адаптивных АЦП, решающих задачу оптимального измерения при воздействии случайных помех и используемых в УВАИ. Указанные результаты внедрены в разработках НКБ «МИУС» ЮФУ для ПАО «РКК Энергия» и ПАО «Гранит».

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Оптимальное распределение погрешностей при построении УВАИ;

2. Оценка законов распределения амплитуд импульсных помех по шинам заземления и на входах аналого-цифровых преобразователей, формирование модели помехи;

3. Сравнительная оценка эффективности алгоритмов аналого-цифрового преобразования к воздействию импульсных помех;

4. Разработка оптимальных алгоритмов обработки сильно зашумлённых сигналов для систем промышленной автоматизации и физического эксперимента.

1. ОЦЕНКА ДОСТИЖИМОЙ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ ПОМЕХ

В главе 1 представлен детальный анализ одного УВАИ, элементной базы для построения, и представлена оценка достижимой точности УВАИ.

1.1. Общая модель измерительной системы

Тенденции последних лет выявили следующую структуру УВАИ (рисунок 1). Физическая величина (ФВ) преобразуется первичным измерительным преобразователем (датчиком, Д) в ток или напряжение (постоянный, переменный), далее этот сигнал усиливается унифицирующим преобразователем (УП), который формирует унифицированный сигнал (0-1 В, 0-2 В, 05 В, 0-20 мА, 4-20 мА) [28] для передачи этого сигнала по линии связи (ЛС) на входы АЦП. В ряде случаев перед АЦП устанавливают аналоговые (антиалайзинговые) фильтры (АФ). После АЦП данные в цифровом виде обрабатываются вычислительным устройством (ВУ), состоящим из микроконтроллера, ПЛИС или ЭВМ. Полученное значение измеряемого параметра передаётся по цифровым интерфейсам промышленных сетей (ПС) в главный блок главный блок системы управления и контроля [68, 86].

Для аналого-цифрового преобразования в АЦП применяют источники опорного напряжения (ИОН), он может быть как встроенный, так и внешний. Питание датчиков, усилителей, и АЦП осуществляется от источников вторичного питания (ИВП) (преобразователи DC/DC, линейные стабилизаторы). ИВП подключены к системе питания предприятия (СПП) со своей структурой шины заземления (ШЗ).

Рисунок 1 - Структурная схема одного измерительного канала

Каждый из основных блоков характеризуются основной относительной погрешностью измерений (взятые по модулю) - 51. Законы распределения этих погрешностей чаще всего имеют нормальный вид, а корреляции между ними будут проявляться при существенных изме-

нениях условий эксплуатации (температура, давление, сложная электромагнитная обстановка)

[71, 81].

Рассмотрим достижимую точность и уровень шумов отдельных блоков УВАИ. 1.2. Основные характеристики прецизионных датчиков, АЦП, усилителей 1.2.1. Анализ прецизионных датчиков

На современных промышленных предприятиях чаще всего проводят контроль следующих параметров: температура, давление, скорость, механические перемещения, угол поворота, влажность, уровень жидкости, уровень сыпучих объектов, расход жидкости, газа или пара. Для измерения этих параметров объектов применяют датчики. Датчик - это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем [6, 35].

В таблице 1 представлена статистика запросов датчиков на торговой площадке в сети интернет по адресу Efind.ru за 2012 год [82].

Таблица 1 - Статистика запросов датчиков за год на Efind.ru за 2012 год

Тип датчика Запросы, % Тип датчика Запросы, %

Датчики температуры 28,53 Фототранзисторы 2,08

Магнитные датчики 12,45 Датчики изображения и цвета 1,95

Датчики ускорения 9,88 Датчики внешнего освещения 1,80

Датчики давления 8,70 Гироскопы 1,55

Датчики тока 6,05 Датчики влажности 1,35

Фотопрерыватели 3,63 Аудиодатчики 0,58

Датчики приближения 2,83 Датчики потока (расходомеры) 0,85

Фотодиоды 2,70 Датчики уровня 0,75

Датчики движения 2,53 Датчики наклона 0,28

Анализ таблицы показывает, что самым востребованным для измерения параметром на производствах является температура. Магнитные датчики применяются для определения положения объектов на конвейере. Датчики ускорения применяются в системах стабилизация платформ промышленного оборудования. Датчики давления применяют для определения массы объекта. Перечень применений можно продолжать до бесконечности.

Беглый взгляд по торговым площадкам, перечень которых приведён в таблице 2, показывает, что количество применяемых датчиков огромно (D - Digi-Key Electronics, M - Mouser Electronics, F - Farnell element14, К - КОМПЭЛ, Ч - ЧИП и ДИП, П - ПЛАТАН).

Таблица 2 - Возможные предложения по датчикам из магазинов

Тип датчика Торговые площадки

D M F К Ч П

Датчики температуры 8110 831 359 - 275 109

Магнитные датчики 743 398 21 100 70 139

Датчики ускорения 1325 444 183 90 88 82

Датчики давления 27067 17814 1022 2157 483 3799

Датчики тока 1658 1046 285 224 167 196

Фотопрерыватели 2332 1871 348 - 187 27

Датчики движения (акселерометры) 1702 1641 381 - 69 -

Датчики приближения 7628 12487 1214 - 104 -

Фотодиоды 1111 359 229 68 123 68

Датчики изображения и цвета 135 455 11 336 11 -

Фототранзисторы 836 520 173 24 132 48

Датчики внешнего освещения 792 156 18 20 - -

Гироскопы 233 74 48 110 20 8

Датчики влажности 464 93 46 102 27 51

Датчики уровня 679 255 380 27 238 441

Датчики потока 189 222 122 89 76 172

Аудиодатчики 1169 825 72 33 53 51

Датчики наклона 54 47 51 1 33 1

В таблице 3 представлены типовые датчики и их характеристики, которые находят применение в промышленности. Из всех параметров, указываемых в технических характеристиках от производителей, рассмотрены диапазон измерений, основная погрешность и тип выходного сигнала.

Таблица 3 - Примеры датчиков, применяемых в промышленности

Наименование Диапазон измерений Погрешность датчика, 8Д Выходной сигнал

Термометры сопротивления

ИЗТЕХ ТСПВ-2 -80-300 °C 0,035 °C 10, 25, 100 Ом

ЭЛЕМЕР ПТСВ-1 -50-450 °C 0,02 °C 50, 100 Ом

Энергоприбор ТСП-1199 -50-300 °C 0,05 %, 0,75 °C 100, 500, 1000 Ом

"емпература, полупроводниковые

AD590 -55-150 °C 0,5 °C 1 мкА/°К

DS600 -40-125 °C 0,75 °C 5,5 мВ/°С

LMT70 -55-150 °C 0,36 °C 5,19 мВ/°С

Термопреобразователи

Метран-2700 -50-500 °C 0,15 % 4-20 мА

PR Electronics PR 5335 -50-600 °C 0,3 °C 4-20 мА

Новые технологии ТСПУ-Л -200-400 °C 0,10 % 4-20 мА

Давление (абсолютное, избыточное)

SENSOR SOLUTIONS U5300 0-70 МПа 0,1 % 4-20 мА, 0,5-4,5 В

Honeywell PX2 0,1-7 МПа 0,25 % 4-20 мА, 1-10 В

Метран-^TA 0,5-25 МПа 0,075 % 0-5 В, 4-20 мА

Расходомеры электромагнитные

Метран-370 2-1062 м3/ч 0,5 % 4-20 мА, 0-1000 Гц

Grundfos Sitrans FM MAG 6000 2-3500 м3/ч 0,25 % 0-20, 4-20 мА

ВЗЛЕТ-ТЭР 3-2547 м3/ч 0,35 % 0-5, 0-20, 4-20 мА

Датчики уровня

Cynergy3 Components ILSE 1-100 Па 0,25 % 4-20 мА

BD Sensors LMP 331 0-4 МПа 0,25 % 4-20, 0-20 мА, 0-10 В

ОВЕН ПД100-ДГ 0,01-1 МПа 0,5 % 4-20 мА

Датчики положений

Honeywell SPS-A180D-HAMS 0-180° 0,4 % 0,5-4,5 В

Honeywell PK 104099-10 350-3500 мм 0,4 % 4-20 мА, 0-10 В

SMAR TP301 0-100 мм 1 % 4-20 мА

Датчики тока

CR Magnetics CR9500 0-50 А 0,5 % 0-5 В

Продолжение таблицы 3

Наименование Диапазон измерений Погрешность датчика, 8Д Выходной сигнал

Zelisco SMCS-JW1001 0-300 А 0,5 % 0-225 мВ

Honeywell CSNF651 0-100 А 0,5 % 10-60 мА

Датчики ускорений и вибрации

SEIKA B3 -50-50 g 0,02 g 0-750 мВ

MMF KSI 80VC-40 0,4-50 мм/с2 2 % 4-20 мА

CEMB TR-26 ATEX 0-10 g 5 % 4-20 мА

Датчики влажности

Овен ПВТ10 0-95 % 3 % 4-20 мА

Galltec + Mela ser A 0-100 % 2 % 4-20 мА, 0-1 В, 0-10 В

Autonics THD-R-PT/C 0-99,9 % 3 % 4-20 мА

На основании анализа характеристик датчиков можно сделать следующие выводы:

1. Достигнута высокая точность измерений, особенно при измерении температуры и давления, где классы точности составляют 8Д = 0,02-0,1 %;

2. В качестве выходного сигнала чаще всего используется токовый выходной сигнал 420 мА (примерно 70 %).

1.2.2. Анализ прецизионных усилителей

На входах унифицирующих преобразователей всегда стоят инструментальные усилители ИУ - это прецизионные блоки, состоящие из двух (чаще трёх) усилителей, включённых по двухкаскадной схеме. Вход у таких усилителей дифференциальный, а их выход может быть дифференциальным или несимметричным по отношению к опорному напряжению. Эти усилители обеспечивают усиление разности между напряжениями двух входных сигналов, что устраняет общие для обоих входов наводки и шумы. Их широко применяют в промышленности, в медицинской и измерительной технике, где требуется высокая точность статических характеристик и малая погрешность коэффициента усиления в сложной электромагнитной обстановке.

На рынке представлено большое количество прецизионных ИУ. Среди зарубежных производителей на март 2017 года можно выделить следующих: Analog Devices (43 шт.), Texas Instruments (40 шт.), Maxim Integrated (11 шт.), Linear Technology (13 шт.), Intersil Americas (5шт.), Microchip Technology (2 шт.).

Достижимая точность ИУ будет определяться классом точности внешних сопротивлений, влияющих на требуемые коэффициенты усиления, напряжением смещения и температурным коэффициентом. В таблице 4 (приложении А) представлена часть характеристик некоторых ИУ.

Основными параметрами точности инструментальных усилителей являются: ошибка коэффициента усиления (GE), нелинейность смещение нуля (OE). По этим параметрам определяют статическую погрешность ИУ.

Таблица 4 - Инструментальные усилители

Элемент BW, МГц GE, % GN, % OE, мкВ SR, В/мкс еШ , нВ^Гц UШ(P-P), мкВ CMRR, дБ

G=1 G=100 1 кГц <10 Гц

AD8429 15 1,2 0,02 2 ppm 50 22 1 2 90

AD8421 10 2 0,01 1 ppm 25 35 3 2 94

AMP02 1,2 0,2 0,02 0,006 20 6 120 1,2 95

INA103 6 0,8 0,005 0,0003 30 15 1 - 86

INA118 0,8 0,07 0,01 0,0003 60 0,9 10 0,28 90

MAX4194 0,25 0,002 0,01 0,001 100 0,06 75 8,4 95

MAX4460 2,5 0,025 0,1 0,05 50 0,5 38 - 120

LT1167 1 0,12 0,008 1 ppm 15 1,2 7,5 2 95

Анализ таблицы показывает, что достижимые классы точности инструментальных усилителей составляет 0,01-0,02 % и уровень шумов, приведённый к входу, не превышает 10 мкВ. Указанные параметры приводят к погрешности канала усиления УП в пределах до дуп = 0,05 %.

1.2.3. Анализ прецизионных АЦП

Основным элементов любого устройства ввода аналоговой информации является АЦП с соответствующим коммутатором аналоговых сигналов. Дешевизна современных электронных компонентов позволяет в некоторых случаях отказаться от применения коммутаторов и использовать в каждом канале отдельный АЦП.

По архитектуре АЦП подразделяются на:

- АЦП поразрядного кодирования (SAR);

- АЦП конвейерного типа (Pipelined);

- Сигма-дельта АЦП (Sigma-Delta) [11];

- АЦП параллельного типа (Flash);

- АЦП параллельно-последовательного типа (Two-Step);

- АЦП интегрирующего типа (Dual-slope, Multi-slope);

- АЦП малоизвестных архитектур (например, Folding and Interpolating).

Ведущими производителями АЦП являются: Analog Devices, Texas Instruments, Maxim Integrated, Linear Technology, Microchip Technology. В таблице 5 представлены количество предлагаемых АЦП от разных производителей на март 2017 года, а в таблице 6 указаны диапазоны разрядностей АЦП и частоты дискретизации. В таблице 7 представлены количества микросхем на торговых интернет-площадках.

Таблица 5 - АЦП по производителю

Производитель SAR Sigma-Delta Pipelined Flash Другие Итого

Analog Device 232 83 242 2 6 561

Texas Instruments 393 136 282 3 79 890

Maxim Integrated 424 38 62 16 20 544

Linear Technology 201 65 199 - 3 468

Microchip Technology 13 12 10 - 7 42

Таблица 6 - Разрядность и быстродействие разных типов АЦП

Производитель , бит /д , Гц

Analog Device - SAR 8-24 22,3 -103-10,0 -10б

Analog Device - Sigma-Delta 12-32 16,6-160,0-10б

Analog Device - Pipelined 8-16 1,0-106 - 2,5-109

Analog Device - Flash 3-8 2,0-106 - 26,0-106

Texas Instruments - SAR 8-20 10,0 -103 - 4,0 • 106

Texas Instruments - Sigma-Delta 12-32 15 - 45,0 • 106

Texas Instruments - Pipelined 8-16 10,0-106 - 3,0-109

Texas Instruments - Flash 8 20,0 -106 - 40,0 -106

Maxim Integrated - SAR 8-20 0,9 -103 - 3,0 -106

Maxim Integrated - Sigma-Delta 14-24 50 - 0,8 -106

Продолжение таблицы 6

Производитель Np , бит f,, Гц

Maxim Integrated - Pipelined 8-16 7,5 • 10б - 250,0 -10б

Maxim Integrated - Flash 6-8 0,4 -10б - 2,2 -109

Linear Technology - SAR 8-24 6,6 -103 - 20,0 -10б

Linear Technology - Sigma-Delta 16-24 6,8 - 8,0 -103

Linear Technology - Pipelined 10-16 10,0 -106 - 310,0 • 106

Linear Technology - Flash - -

Microchip Technology - SAR 10-13 22,0 - 200 -103

Microchip Technology - Sigma-Delta 16-22 4 - 60

Microchip Technology - Pipelined 12-16 200-106

Microchip Technology - Flash - -

Таблица 7 - Торговые площадки

Торговые площадки SAR Sigma-Delta Pipelined Flash Другие типы Все

Digi-Key Electronics 9002 (60,8 %) 1940 (13,1 %) 3241 (21,9 %) 367 (2,5 %) 250 (1,7 %) 14800 (100 %)

Mouser Electronics 4548 (64,7 %) 979 (13,9 %) 1214 (17,3 %) 50 (0,7 %) 241 (3,4 %) 7032 (100 %)

Arrow Electronics 5324 (58,7 %) 1421 (15,7 %) 1937 (21,4 %) 237 (2,6 %) 145 (1,6 %) 9064 (100 %)

КОМПЭЛ 455 (58,4 %) 221 (28,4 %) 81 (10,4 %) 5 (0,6 %) 17 (2,2 %) 779 (100 %)

Анализ таблиц показывает, что наиболее популярными являются АЦП трёх типов: поразрядного кодирования, конвейерного и сигма-дельта.

В таблицах 8-12 (приложение А) представлены характеристики АЦП разных типов. Приведены характеристики точности АЦП (статические и динамические характеристики). Но для разных типов АЦП характеристики приводятся не все, например, для сигма-дельта АЦП не рассчитывают динамические характеристики.

Основными характеристиками точности для АЦП являются: интегральная нелинейность (ШЬ), дифференциальная нелинейность фККЬ), смещение нуля (ZE), ошибка коэффициента пе-

редачи (GE), шум переключения между смежными кодами (TN), соотношение сигнал/шум (SNR), соотношение сигнал/шум + искажения (SINAD) [2, 12, 102, 119].

Таблица 8 - АЦП Поразрядного кодирования (SAR)

Элемент бит ивх, В Л, Гц INL, МЗР DNL, МЗР ZE, МЗР GE, МЗР TN, МЗР SNR, дБ SINAD, дБ

AD4003 18 ±5 2-10б 0,4 0,3 7 3 0,8 100,5 100

AD7626 16 ±4,1 10-10б 0,45 0,35 1 8 0,6 91 91

MAX11168 16 ±5 0,5 • 10б 0,5 0,2 0,5 1,5 0,5 92,3 90,8

MAX11262 14 ±5 0,5 • 10б 0,2 0,12 0,15 0,22 0,1 85,4 85.3

ADS8422 16 ±4,1 4 -10б 1 0,7 0,25 мВ 0,05 % 40 мкВ 92 91,5

ADS8691 18 ±12,3 1-10б 1,75 0,6 0,2 мВ 0,01 % - 92,5 92,5

LTC2311-16 16 ±5 5-10б 3 0,4 12 - 1,7 82,3 81,5

Таблица 9 - Сигма-дельта АЦП (Sigma-Delta)

Элемент бит Ubx , В fR, Гц u ш ( rms ) , мкВ INL, PPm ZE, мкВ GE, PPm CMRR, дБ

AD7172-2 24 ±2,5 1,25 0,089 2 40 5 90

31,25 -103 9,5

AD7768 24 ±5 8 -103 1,94 2 50 30 95

25б-103 11,58

MAX11253 16 3,6 15,6 31,72 3 1 2 130

б4•103 33,19

MAX11270 24 ±2,5 1,9 0,837 1 0,01 2 135

б4-103 51,554

ADS1672 24 ±3 3б-103 3,9 3 2000 1% 92

б25-103 10,1

Таблица 10 - Конвейерные АЦП (Pipeline)

Элемент N р , бит ивх, В f,, МГц INL, МЗР DNL, МЗР ZE, % GE, % SNR, дБ SINAD, дБ

AD9240 14 5 10 2,5 0,6 0,3 1,5 78,5 75

AD9484 8 1,5 500 0,1 0,13 0 1 46,9 46,9

MAX1124 10 1,25 250 0,8 0,5 - - 56,8 56,5

MAX19507 8 1,5 130 0,1 0,1 0,1 0,3 49,8 49,3

ADC14X250 14 1,7 250 1 0,3 ±3 мВ - 70,5 70,0

LTC2220 12 ±1 170 0,4 0,3 ±3 мВ 0,5 67,6 67,3

LTC2153-12 12 1,3 310 0,6 0,1 ±5 мВ 1 67 66,9

5101НВ015 14 2 125 3 0,3 - - 69,9 69,6

Таблица 11 - АЦП параллельного типа

Элемент n р , бит Ubx , В МГц INL, МЗР DNL, МЗР ZE, % GE, % SNR, дБ SINAD, дБ

Последовательно-параллельный АЦП

AD7829-1 8 2,5 2 0,75 0,75 1 МЗР 2 МЗР - 48

MAX153 8 ±5 1 - 1 1 МЗР 1 МЗР 45 -

Параллельные АЦП

AD9059 8 1 60 0,75 0,75 - 2,5 45 43,5

MAX108 8 0,5 1500 0,25 0,25 - - 46,8 46

Таблица 12 - Интегрирующие АЦП

Элемент n р , бит Uвх , В f,. Гц INL, МЗР DNL, МЗР ZE, % GE, % CMRR, дБ u ш ( rms ) , мкВ

Интегрирующие АЦП

MAX132 18 ±0,512 100 0,0015 - 0,0076 - 0,009% 15

А] ДП напряжение-частота

AD652 - 5 5 0,01% - 1 мВ 0,25 80 -

LM331 - 40 100-103 0,003% - 3 мВ 0,01 - -

Анализ представленных таблиц по аналого-цифровым преобразователям позволяет сделать вывод, что достигнута очень высокая разрешающая способность АЦП на уровне единиц и

десятков микровольт, частота дискретизации может составлять до 10 ГГц. Причём стоимость популярных микросхем не превышает 30 $.

1.2.4. Анализ источников опорного напряжения

Во многих случаях внутренний ИОН АЦП недостаточно точный. В таких случаях рекомендуется использовать прецизионные внешние ИОН, которые представлены в таблице 13 (приложение А).

Таблица 13 - Источники опорного напряжения

Элемент Погрешность еШ, нВ/^Гц (1 кГц) иШ (Р-Р), мкВ (0,1-10 Гц)

Выходное напряжение 2,048 В

АБЯ440 1 мВ 45 1

АБЯ430 1 мВ 60 3,5

МАХ6070ААиТ21 0,04 % 200 6,4

ЬМ4120А-2.048 0,2 % - 20

ЯЕБ5020 0,05 % - 6

Выходное напряжение 4,096 В

АБЯ4540 1,64 мВ 83,5 2,7

МАХ6126ААБА41 0,02 % 120 2,4

ЬМ4120А-4.096 0,2 % - 20

18Ь21010СБН3412 0,2 % - 112

18Ь21080С1Н3412 0,2 % 1100 52

Анализ таблицы 13 показывает, что достижимая стабильность выходного напряжения находится в пределах 0,01-0,02 %, а шумы ИОН не превышают в среднем 20 мкВ.

1.2.5. Анализ системы питания УВАИ

Для питания блоков УВАИ в промышленной аппаратуре чаще всего используется стандартное напряжение сети 400/230 В, 50 Гц [32]. В некоторых специальных случаях, напряжение питания может быть постоянным [30]. Например, напряжение 27 В используется в бортовой сети летательных аппаратов гражданской и космической техники, морских судов [37, 49].

В соответствии с ГОСТ 29322-2014 предпочтительными напряжениями питания для электрооборудования в сетях постоянного напряжения до 750 В являются напряжения 6, 12, 24, 36 В и др., но чаще всего в промышленности используются напряжения 12 В и 24 В. В таблице 14 представлены преобразователи переменного тока, которыми можно питать отдельные УВАИ внешнего исполнения и внутреннего для установки на печатную плату.

Таблица 14 - AC/DC преобразователи

Элемент u вх , В uвых > В 1 вых > мА UШ(P-P) , мВ КПД, % !шим , кГц

TMP 15124 120-370 24 625 240 79 100

ECE20US24 120-370 24 830 240 82 70

RAC30-24SA 127-373 24 1250 88 82 100

PSK-10B-S24 120-370 24 450 240 82 65

KMS15A-24 120-370 24 625 240 85 -

МАА40-1С24-ПКМ 175-370 24 1660 480 83 200

TMM 24112 120-370 12 2000 156 83 132

EML15US12 120-370 12 1250 120 80 70

RAC20-12SB 120-370 12 1660 120 82 100-130

VSK-S25-12U 100-370 12 2100 50 83 65

IRM-30-12 100-370 12 2500 150 88 -

МС10В 220-370 12 830 120 80 -

Большинство элементов одного канала УВАИ требуют следующий ряд питающих напряжений: 3,3 В, 5 В, 12 В. Тенденция последних лет показывает, что напряжение питания микросхем уменьшается, и уже сейчас активно применяют питающее напряжение 1,8 В и даже 1,2 В. Поэтому при выборе источников питания также будем ориентироваться на эти напряжения. Применяют 4 технологии построения источников питания: линейная стабилизация, импульсная стабилизация с ШИМ, импульсная стабилизация с резонансным переходом, квазирезонансный импульсный стабилизатор [5]. Линейная стабилизация выделяется наличием больших габаритов понижающих трансформаторов и небольшими значениям КПД до 80%, поэтому, в последние годы их можно увидеть все реже и реже. Технологии, связанные с импульсным переключением выходного напряжения, наоборот, выделяются большими мощностями и малыми габаритами и хорошими значениями КПД до 90%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Киракосян Степан Айрапетович, 2018 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Аббасова, Т.С. Электропитание и заземление телекоммуникационного оборудования / Т.С. Аббасова, А.Г. Никифоров // Электротехнические и информационные комплексы и системы. -2007. - Т.3. - №2. - С. 28-31.

2. Арора, М. В чём разница между точностью и разрядностью АЦП? / М. Арора // Электронные компоненты. - 2011. - №6. - С. 20-22.

3. Баранов, Л.А. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифровых системах управления / Л.А. Баранов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 304 с.

4. Барнс, Дж. Электронное конструирование: методы борьбы с помехами / Дж. Барнс; пер. с англ. В.А. Исаакяна; под ред. Б.Н. Файзулаева. - М.: Мир, 1990. - 238 с.

5. Браун, М. Источники питания. Расчёт и конструирование / М. Браун; пер. с англ. С.Л. Попов. -Киев: МК-Пресс, 2007. - 288 с.

6. Бриндли, К. Измерительные преобразователи. Справочное пособие / К. Бриндли; пер. с англ. Е.И. Сычева. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 144 с.

7. Брюханов, В.А. Методы повышения точности измерений в промышленности / В.А. Брюханов. -М: Издательство стандартов, 1991. - 108 с.

8. Вагин, Г.Я. Учёт влияния электромагнитных помех и природных аномалий на надёжность систем электроснабжения / Г.Я. Вагин // Промышленная энергетика. - 2013. - №7. - С. 9-11.

9. Векслер, Г.С. Подавление электромагнитных помех в цепях электропитания / Г.С. Векслер, В.С. Недочетов, В.В. Пилинский и др.; под ред. Г.С. Векслера. - Киев: Техника, 1990. - 167 с.

10. Викторов, И. Источники шума в АЦП / И. Викторов // Компоненты и технологии. - 2014. - №5. - С. 61-64.

11. Власенко, А. Новые сигма-дельта АЦП фирмы Analog Device / А. Власенко // Компоненты и технологии. - 2004. - №8. - С. 108-110.

12. Вольфганг, Р. Как работают аналого-цифровые преобразователи и что можно узнать из спецификации на АЦП? / Р. Вольфганг // Компоненты и технологии. - 2005. - №3. - С. 116-121.

13. Волович, Г.И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых устройств / Г.И. Волович. - М.: Додека-XXI, 2005. - 528 с.

14. Вуколов, Э.А. Основы статистического анализа. Практикум по статистическим методам и исследованию операции с использованием пакетов STATISTICA и EXCEL: учебное пособие / Э.А. Вуколов; 2-е изд., исправ. и доп.. - М.: Форум, 2008. - 464 с.

15. Галалу, В.Г. Оценка коэффициентов подавления сетевых и импульсных помех в цифровых вольтметрах / В.Г. Галалу, С.А. Киракосян // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2015. - №9. - С.11-18.

16. Галалу, В.Г. Помехи по шинам заземления в системах промышленной автоматизации / В.Г. Галалу, С.А. Киракосян // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2016. - №5. - С.20-30.

17. Галалу, В.Г. Оценка уровня помех в измерительных кабелях / В.Г. Галалу, С.А. Киракосян // Технология ЭМС. - 2016. - №3. - С.32-38.

18. Галалу, В.Г. Оценка эффективности цифровой фильтрации периодических и импульсных помех на основе локальных статистик / В.Г. Галалу, В.В. Сарычев, М.М. Клопот // Автометрия. - 2009.

- №3. - С. 111-116.

19. Галалу, В.Г. Методы подавления помех на входах аналого-цифровых преобразователей: монография / В.Г. Галалу. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2011. - 226 с.

20. Галалу, В.Г. Помехи на входах измерительных систем: монография / В.Г. Галалу, И.И. Турулин.

- Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2014. - 122 с.

21. Галалу, В.Г. Оценка коэффициентов подавления сетевых и импульсных помех в цифровых вольтметрах / В.Г. Галалу, С.А. Киракосян // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2015. - №9. - С. 11-18.

22. Гарманов, А. Принципы обеспечения электросовместимости измерительных приборов. Ч.1 / А. Гарманов // Современные технологии автоматизации. - 2003. - №4. - С. 64-72.

23. Гарманов, А. Принципы обеспечения электросовместимости измерительных приборов Ч.Ц / А. Гарманов // Современные технологии автоматизации. - 2004. - №1. - С. 62-68.

24. Гинзатуллин, З.М. Помехоустойчивость средств вычислительной техники внутри здания при широкополосных электромагнитных воздействиях: автореф. дис. ... д-ра. техн. наук / З.М. Гин-затуллин. - Казань, 2016. - 20 с.

25. Гизатуллин, З.М. Повышение помехоустойчивости электронных средств при электромагнитных воздействиях по сети электропитания / З.М. Гизатуллин, Р. М. Гизатуллин, Ф. Р. Назметдинов, И. И. Набиев // Журнал раиоэлектроники. [Электронный ресурс]. - Электрон. журн. - 2015. -№6. - С. 1-10.

26. Голуб, С. Сигма-дельта-модуляторы и АЦП / С. Голуб // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2003. - №4. С. 35-41.

27. Грановский, В.А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях / В.А. Грановский, Т.Н. Сирая. - Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 288 с.

28. ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные (с Изменениями №1, 2). - М. Издательство стандартов, 1988. - 5 с.

29. ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1994. - 35 с.

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

ГОСТ 29322-2014 (1ЕС 60038:2009) Напряжения стандартные. - М.: Стандартинформ, 2015. -13 с.

ГОСТ 30012.9-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 9. Рекомендуемые методы испытаний. - М.: Издательство стандартов, 1995. - 63 с.

ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. - М.: Стандартинформ, 2014. - 20 с.

ГОСТР 50397-2011 (МЭК 60050-161:1990) Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2013. -56 с.

ГОСТ Р 50571-4-44-2011 (МЭК 60364-4-44:2007) Электроустановки низковольтные. Часть 444. Требования по обеспечению безопасности. Защита от отклонений напряжения и электромагнитных помех. - М.: Издательство стандартов, 2012. - 49 с.

ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2005. - 5 с.

ГОСТ Р 51317.2.5-2000 (МЭК 61000-2-5-95) Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Классификация электромагнитных помех в местах размещения технических средств. - М.: Издательство стандартов, 2001. - 44 с. ГОСТ Р 54073-2010 Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии. - М.: Стандартинформ, 2011. - 34 с.

ГОСТ Р 55055-2012 Радиопомехи индустриальные. Термины и определения. - М.: Стандар-тинформ, 2014. - 16 с.

ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. -М.: Стандартинформ, 2013. - 19 с.

Горлов, А.Н. Анализ мероприятий по улучшению электромагнитной обстановки на объектах электроэнергетики / А.Н. Горлов // Научные труды SWORLD. - 2008. - Т.4. - №2. - С. 8-10. Гурвич, И.С. Защита ЭВМ от внешних помех / И.С. Гурвич; 2-е изд., перераб. и доп.. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 224 с.

Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В. Е. Гмурман. - М.: Высшая школа, 2003. - 479 с.

Денисенко, В. Защита от помех датчиков и соединительных проводов систем промышленной автоматизации / В. Денисенко, А. Халявко // Современные технологии автоматизации. - 2001. -№1. - С. 68-75.

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

Денисенко, В. Заземление в системах промышленной автоматизации / В. Денисенко // Современные технологии автоматизации. Ч.1 - 2006. - №2. - С. 94-99.

Денисенко, В. Заземление в системах промышленной автоматизации / В. Денисенко // Современные технологии автоматизации. Ч.2 - 2006. - №3. - С. 76-92.

Донсков, С.В. Система сбора данных эксперимента ОКА / С.В. Донсков, А.В. Инякин, Ю.Д. Карпеков и др. // Приборы и техника эксперимента. - 2016. - № 4. - С. 38-46. Жессткова, Ю.Е. Повышение помехоустойчивости измерительных преобразователей: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Ю.Е. Жессткова. - Пенза, 2005. - 24 с.

Журавин, Л.Г. Методы электрических измерений: учебное пособие для вузов / Л.Г. Журавин, М.А. Мариненко, Е.И. Семенов; под общ. ред. Э.И. Цветкова. - Л.: Энергоатомиздат, 1990. -288 с.

Ильин, А. Б. Регистрация помех, наводимых по шине питания 27 В на борту космического аппарата / А. Б. Ильин, Н. Д. Сёмкин

Казаков, А. Правила устройства электроустановок / А. Казаков. - М.: Кнорус, 2015. - 488 с. Капустин, В. Компьютеры и трехфазная электрическая сеть / В. Капустин, А. Лопухин // Современные технологии автоматизации. - 1997. - №2. - С. 104-108.

Картер, Б. Операционные усилители для всех / Б. Картер, Р. Манчини; пер. с англ. А.Н. Рабодзея. - М.: Додека-ХХ1, 2011. - 544 с.

Кестер, У. Аналого-цифровое преобразование / У. Кестер. - М.: Техносфера, 2007. - 1016 с. Кестер, У. Входной шум АЦП: хороший, плохой и опасный. Хорошо ли, когда его нет? / У. Кестер; пер с англ. Б.Н. Бронина // Компоненты и технологии. - 2008. - №9. - С. 42-46. Кестер, У. Как выбрать АЦП для ваших приложений / У. Кестер // Электроника: Наука, техника, бизнес. - 2006. - №4. - С. 13-17.

Кестер, У. Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов / У. Кестер; пер. с англ. А. А. Власенко. - М.: Техносфера, 2010. - 328 с.

Киракосян, С.А. Оценка устойчивости алгоритмов аналого-цифрового преобразования к воздействию импульсных помех малой длительности / С.А. Киракосян, В.Г. Галалу // Технология ЭМС. - 2017. - №1. - С.32-38.

Китчин, Ч. Предупреждение частых ошибок при разработке схем с операционными и инструментальными усилителями / Ч. Китчин // Компоненты и технологии. - 2007. - №76. - С. 119— 122.

Князев, А.Д. Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры с учётом электромагнитной совместимости / А.Д. Князев, Л.Н. Кечиев, Б.В. Петров. - М.: Радио и связь, 1989. - 224 с.

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

Косарев, Е.Л. Методы обработки экспериментальных данных / Е.Л. Косарев; 2-е изд., перераб. -М. Физматлит, 2008. - 208 с.

Лавеева, К.А. Алгоритмические методы повышения точности цифровой обработки стохастических сигналов в информационно-измерительных системах: автореф. дис. ... канд. техн. наук / К.А. Лавеева. - Волгоград, 2013. - 20 с.

Леман, Э. Проверка статистических гипотез / Э. Леман; пер. с англ. Ю. В. Прохорова; 2-е изд., испр.. - М.: Наука, 1979. - 408 с.

Леман, Э. Теория точечного оценивания / Э. Леман; пер. с англ. Ю. В. Прохорова. - М.: Наука, 1991. - 448 с.

Макс, Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях: в 2-х т. / Ж. Макс; пер. с франц. А.Ф. Горюнова, А.В. Крянева; под ред. Н. Г. Волкова. - Т.1. - М.: Мир, 1983. - 312 с.

Макс, Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях: в 2-х т. / Ж. Макс; пер. с франц. А.Ф. Горюнова, А.В. Крянева; под ред. Н. Г. Волкова. - Т.2. - М.: Мир, 1983. - 256 с.

Михайлов, Е.В. Помехозащищенность информационно-измерительных систем / Е.В. Михайлов.

- М.: Энергия, 1975. - 104 с.

Николаев, С.В. LabVIEW. Руководство пользователя / С. В. Николаев. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2008. - 410 с.

Новоселов, О.Н. Основы теории и расчёта информационно-измерительных систем / О.Н. Новоселов, А.Ф. Фомин; 2-е изд., перераб. и доп.. - М.: Машиностроение, 1991. - 336 с. ОСТ4 Г0.010.016-82 Электромонтаж кабельных изделий в соединители. Общие технические требования. Редакция 1-71. 1982. - 229 с.

Орлов, А.И. Прикладная статистика / А.И. Орлов. - М.: Экзамен, 2004. - 483 с.

Орнатский, П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники / П.П.

Орнатский. - Киев: Вища школа, 1983. - 455 с.

Отт, Г. Методы подавления шумов и помех в электронных системах / Г. Отт; пер. с англ. Б.Н. Бронина; под ред. М.В. Гальперина. - М.: Мир, 1979. - 318 с.

Переверзев, А. Л. Алгоритм цифровой фильтрации для оценки медленно изменяющейся медианы сигнала / А. Л. Переверзев // Известия вузов. Электроника. 2009. - №4 (78). - С. 75-77. Родионов, С. Выбор АЦП для мультиплексированных систем сбора данных/ С. Родионов // Компоненты и технологии. - 2014. - №4. - С. 70-73.

Ромащенко, М.А. Конструкторско-технологические аспекты обеспечения ЭМС при разработке РЭС / М.А. Ромащенко // Вестник Воронежского государственного технического университета.

- 2010. -Т.6. -№3. - С. 142-144.

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

Самойлов, Л.К. Дискретизация сигналов цифровых датчиков / Л.К. Самойлов, С.Л. Мальцев // Известия ТРТУ. - 2000. - №3. - С. 90-92.

Самойлов, Л.К. Дискретизация сигналов по времени (практика, алгоритмы): монография / Л.К. Самойлов, А.А. Палазиенко, В.В. Сарычев, Г.И. Ткаченко. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. - 81 с.

Самойлов, Л.К.. Динамическая погрешность устройств восстановления сигналов в системах управления / Л.К. Самойлов, С.А. Киракосян, // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2014. -№5 (154). - С.147-152.

Самойлов, Л.К.. Погрешности восстановления сигналов в системах управления и контроля / Л.К. Самойлов, И.И. Турулин, С.А. Киракосян, А.Д. Вартенков // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2014. - №1 (150). - С.36-43.

Седельников Ю.Е. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Учебное пособие. / Ю.Е. Седельников. - Казань: Новое знание, 2006. - 304 с. Сергеев, А.Г. Метрология / А.Г. Сергеев, В.В. Крохин. - М.: Логос, 2001. - 408с. Славгородский, А. Датчики: статистика запросов на eFind.ru за 2012-2013 годы / А. Славгород-ский // Компоненты и технологии. - 2014. - №1. - С. 24-25.

Стахов, А.П. Коды золотой пропорции / А.П. Стахов. - М.: Радио и Связь, 1984. - 152 с. Тихонов, Э. П. Алгоритмическое описание и сравнительный анализ свойств сигма-дельта АЦП (часть 1). / Э. П. Тихонов // Информационно-управляющие системы. - 2007. - №4. - С. 2-12. Тихонов, Э. П. Алгоритмическое описание и сравнительный анализ свойств сигма-дельта АЦП (часть 1). / Э. П. Тихонов // Информационно-управляющие системы. - 2007. - №5. - С. 2-13. Топильский, В. Б. Микроэлектронные измерительные преобразователи: учебное пособие / В.Б. Топильский; 2-е изд. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013. - 493 с.

Топильский, В. Б. Схемотехника измерительных устройств / В.Б. Топильский; - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. - 232 с.

Фомин, А.Ф. Отбраковка аномальных результатов измерений / А.Ф. Фомин, О.Н. Новоселов, А.В. Плющев. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 200 с.

Хампель, Ф. Робастность в статистике. Подход на основе функций влияния / Ф. Хампель, Э. Рончетти, П. Рауссеу, В. Штаэль; пер. с англ. В.М. Золотарева. - М.: Мир, 1989. - 512 с. Хабигер, Э. Электромагнитная совместимость. Основы её обеспечения в технике / Э. Хабигер; пер. с нем. И.П. Кужекин; под ред. Б.К. Максимова. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 304 с. Харкевич, А.А. Борьба с помехами / А.А. Харкевич; 3-е изд.. - М.: URSS, 2009. - 275 с. Хоровиц, П. Искусство схемотехники / П. Хоровиц, У. Хилл; пер с англ. Б.Н. Бронина, А.И. Коротова и др.; 2-е изд. - М.: Бином, 2014. - 704 с.

93. Хьюбер, П. Робастность в статистике / П. Хьюбер; пер. с англ. И.А. Маховой, В.И. Хохлова; под ред. И Г. Журбенко. - М.: Мир, 1984. - 304 с.

94. Цветков, Э.И. Основы математической метрологии / Э.И. Цветков. - СПб.: Политехника, 2005.

- 510 с.

95. Цветков, Э.И. Основы теории статических измерений / Э.И. Цветков; 2-е изд., перераб. и доп.. -Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 256 с.

96. Цикин, И.А. Дискретно-аналоговая обработка сигналов / И.А. Цикин. - М.: Радио и связь, 1982.

- 161 с.

97. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорые структуры. Инженерные решения: справочник / Б.В. Шевкопляс; 2-е изд. перераб.и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.

98. Шахнович, И. Сигма-дельта АЦП. Архитектура, принципы, компоненты / И. Шахнович // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2006. - №4. - С. 18-22.

99. Шахов, Э.К., Интегрирующие преобразователи напряжения / Э.К. Шахов, В.Д. Михотин. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 144 с.

100. Шваб, А. Электромагнитная совместимость / А. Шваб; пер. с нем. В.Д. Мазина и С.А. Спектор; под ред. М. Кужекина. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 480 с.

101. Эдвардс, С. Оптимизация шумовых параметров сигнальных цепей. Часть 1. Шум в полупроводниках - предотвратим или неизбежен? / С. Эдвардс // Компоненты и технологии. - 2013. - №10.

- С. 9-15.

102. Эдвардс, С. Оптимизация шумовых параметров сигнальных цепей. Часть 2. Шумы и искажения в преобразователях данных/ С. Эдвардс // Компоненты и технологии. - 2013. - №11. - С. 19-25.

103. Эдвардс, С. Оптимизация шумовых параметров сигнальных цепей. Часть 3. Выбор наилучшего преобразователя при заданном бюджете шумов / С. Эдвардс // Компоненты и технологии. -2013. - №12. - С. 1-5.

104. Эраносян, С. Импульсные источники питания с низким уровнем пульсаций и помех / С. Эраносян, В. Ланцов // Силовая электроника. - 2008. - №17. - С. 70-75.

105. Юман, М. Молния / М. Юман; пер. с англ. С.И. Кирилловой; под ред. Н.В. Красногорской. - М.: Мир, 1972. - 328 с.

106. Beis, U.. An Introduction to Sigma Delta Converters [Электронный ресурс] / Uwe Beis. Режим доступа: http://www.beis.de/Elektronik/DeltaSigma/SigmaDelta.html

107. Box, G.E.P. Muller. A Note on the Generation of Random Normal Deviates / G. E. P. Box, M.E. Muller // The Annals of Mathematical Statistics. -1958. - Vol. 29, № 2. P. 610-611

108. Collins, E.R. Analysis of elevated neutral-to-earth voltage in distribution systems with harmonic distortion / E.R. Collins, J. Jiang // IEEE Transactions on power delivery. - DOI: 10.1109/TPWRD.2009.921143. - 2009. - Vol. 24, No. 3 July. - P. 1696-1702.

109. Demoulias, C. Analysis of the voltage harmonic distortion at buses feeding office loads / C. Demouli-as, D. Goutzamanis, K. Gouramanis // IET Science, Measurement & Technology. - DOI: 10.1049/iet-smt.2008.0069. - 2009. - Vol. 3, Iss.4 - P. 286-301.

110. Huber, P.J. Robust statistics, second edition / P.J. Huber, E. Ronchetti. - Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2009. - 380 p.

111. Kugelstadt, T. When good grounds turn bad - isolate / T. Kugelstadt // Analog Applications Journal. Texas Instruments Incorporated Interface, 2008. - P. 11-15.

112. Morita, G. Noise Sources in Low Dropout (LDO) Regulators: Application note AN-1120 / G. Morita. - Analog Devices, 2011. - 12 p.

113. Morrison, R. Grounding and Shielding: Circuits and Interference, 5th Edition / R. Morrison. -Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2007. - 208 p.

114. Ott, H.W. Electromagnetic Compatibility Engineering / H.W. Ott. - Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2009. - 872 p.

115. Reiss, J.D. Understanding Sigma-Delta modulation: the solved and unsolved issues / J.D. Reiss // Journal of the AES, 2008. - Volume 56. - Number 1/2. - P. 49-64.

116. Stakhov, A.P. The Mathematics of Harmony. From Euclid to Contemporary Mathematics and Computer Sciense / A.P. Stakhov, S.A. Olsen. - Singapore: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. -2009. - 694 p.

117. Vijayaraghavan, G. Practical Grounding, Bonding, Shielding and Surge Protection / G. Vijayaraghava, M. Brown, M. Barnes. - Oxford, Elsevier, 2004. - 256 p.

118. Jerry Gaboian. A Survey of Common-Mode Noise // SLLA057. Application Report. Texas Instruments. - 1999. - 12 p.

119. Kester, W. Understand SINAD, ENOB, SNR, THD, THD + N, and SFDR so you don't get lost in the noise floor / W. Kester. / MT-003 TUTORIAL / Rev.A, 10/08, WK

120. Walt Kester. ADC Architectures III: Sigma-Delta ADC Basics. MT-022 // Tutorial - Analog Devices, Rev.A, 10/08, WK.

121. Sheng Ye, W. Eberle, Yan-Fei Liu. A novel EMI filter design method for switching power supplies // IEEE Transactions on Power Electronics - 2004. -Vol.19. - Iss.6. - PP.1668 -1678.

122. Application Note AN-283: Sigma - Delta ADCs and DACs // Application Reference Manual - Analog Devices, 1993, pp 20-3-20-18

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1 - Инструментальные усилители, полная

Элемент BW, МГц GE, % GN, % OE, мкВ SR, В/мкс еШ , нВ^Гц ^Ш(Р-Р), мкВ CMRR, дБ

в=1 G=100 1 кГц <10 Гц

AD8429 15 1,2 0,02 2 ppm 50 22 1 2 90

AD8421 10 2 0,01 1 ppm 25 35 3 2 94

AD625C 0,65 0,15 0,01 0,001 10 5 4 10 90

AD8422 2,2 0,12 0,01 0,5 ppm 25 0,8 8 2 94

AD8222 1,2 0,14 0,02 1 ppm 60 2 8 2 86

AMP02 1,2 0,2 0,02 0,006 20 6 120 1,2 95

AD8253 10 0,55 0,03 5 ppm 150 20 45 5,3 100

INA103 6 0,8 0,005 0,0003 30 15 1 - 86

INA129- 1,3 0,2 0,05 0,0001 100 4 8 0,2 86

EP

INA118 0,8 0,07 0,01 0,0003 60 0,9 10 0,28 90

INA188 0,6 0,015 0,007 3 ppm 25 0,9 12,5 0,25 90

INA826 1 0,06 0,003 1 ppm 40 1 18 0,52 95

MAX4194 0,25 0,002 0,01 0,001 100 0,06 75 8,4 95

MAX4460 2,5 0,025 0,1 0,05 50 0,5 38 - 120

MAX4208 0,75 0,007 0,05 25 ppm 3 80 140 2,5 135

ЦГС2053 0,2 - 0,001 3 ppm 5 0,2 - 2,5 118

LT1920 1 0,12 0,008 10 ppm 30 1,2 7,5 2 95

LT1167 1 0,12 0,008 1 ppm 15 1,2 7,5 2 95

ISL28533 1,6 2,3 0,05 5 ppm 0,6 0,8 17 0,4 100

EL8170 - 0,192 0,35 - 50 0,55 58 3,5 100

MCP6N16 0,5 35 0,03 300 ppm 85 900 19 98

1463УБ12 - 0,15 - - 200 0,7 17 0,4 110

Таблица А.2 - АЦП Поразрядного кодирования (SAR), полная

Элемент бит ивх, В Уд, Гц INL, МЗР DNL, МЗР ZE, МЗР GE, МЗР TN, МЗР SNR, дБ SINAD, дБ

AD4003 18 ±5 2M 0,4 0,3 7 3 0,8 100,5 100

AD7626 16 ±4,1 10M 0,45 0,35 1 8 0,6 91 91

AD7693 16 ±5 0,5M 0,25 0,25 0,5 0,5 0,35 96 96

AD7960 18 ±5 5M 0,8 0,5 6 5 1,1 99 98,5

AD7982 18 ±5 1M 1 0,5 100 мкВ 0,0023 % 1,05 98 97

MAX11152 18 +5 0,5M 2 0,5 5 8 1,65 95 94,7

MAX11168 16 ±5 0,5M 0,5 0,2 0,5 1,5 0,5 92,3 90,8

MAX11262 14 ±5 0,5M 0,2 0,12 0,15 0,22 0,1 85,4 85.3

MAX11900 16 3,3 1M 0,1 0,1 0,1 2 0,4 95,6 95,6

MAX11335 12 ±2,5 0,5M 1 1 1,2 0,02 - 72,3 71,9

ADS8422 16 ±4,1 4M 1 0,7 0,25 мВ 0,05 % 40 мкВ 92 91,5

ADS8691 18 ±12,3 1M 1,75 0,6 0,2 мВ 0,01 % - 92,5 92,5

ADS8900B 20 ±5 1M 1 0,2 3 0,0005 % 2,3 99,5 103,9

ADS9110 18 ±5 2M 0,5 0,4 0,05 мВ 0,0005 % 0,9 95,5 95,4

LTC2311-16 16 ±5 5M 3 0,4 12 - 1,7 82,3 81,5

LTC2328-18 18 ±12,5 1M 1 0,1 30 - 1,6 91,5 91

LTC2368-24 24 5 1M 0,5 0,4 20 - 68,5 98 98

LTC2378-18 18 ±5 1M 0,5 0,1 8 - 0,7 102 102

MCP3204 12 5 0,1М 0,75 0,5 1,25 1,25 - - 72

ISL267450 12 ±2,5 1М 1 0,95 3 3 - - 70

Таблица А.3 - Сигма-дельта АЦП (Sigma-Delta), полная

Элемент бит Ubx , В Уд , ГЦ u ш ( rms ) , мкВ INL, PPm ZE, мкВ GE, PPm CMRR, дБ

AD7172-2 24 ±2,5 1,25 0,089 2 40 5 90

31,25к 9,5

Продолжение таблицы А.3

Элемент бит ивх, В , ГЦ и ш ( нм8 ) , мкВ шь, ppm ZE, мкВ GE, PPm CMRR, дБ

Л07768 24 ±5 8к 1,94 2 50 30 95

256к 11,58

AD7175-2 24 ±2,5 5 0,07 3,5 40 35 95

250к 9,8

AD7780 24 ±2,5 10 2,4 6 6 0,25% 90

16,7 2,7

MAX11253 16 3,6 15,6 31,72 3 1 2 130

64к 33,19

MAX11270 24 ±2,5 1,9 0,837 1 0,01 2 135

64к 51,554

MAX11410 24 ±2,5 1,1 0,156 3 0,5 0,1% 90

1914,8 25,092

MAX11209 18 3,6 10 0,55 15 15 20 123

120 2,1

ADS131A02 24 ±3,6 1 к 1,82 8 500 0,03% 100

128к 96,82

ADS1113- Q1 16 ±6,2 8 187,5 1 МЗР 1 МЗР 0,01% 90

860 187,5

ADS1255 24 ±5 2,5 0,247 0,0003 % - 0,005% 110

30к 10,728

ADS1672 24 ±3 36к 3,9 3 2000 1% 92

625к 10,1

LTC2413 24 ±5 0 0,8 2 0,5 2,5 140

6,8

LTC2440 24 ±3 5,88 0,2 5 2,5 10 120

2816,35 23

ЦГС2452 16 ±5 60 2,2 1 МЗР 2 МЗР 0,01% 80

MCP3425 16 ±2,1 15 2,5 10 30 0,1% 100

MCP3551 22 ±5 13,68 2,5 2 3 10 135

Таблица А.4 - Конвейерные АЦП (Pipeline), полная

Элемент N р , бит ивх, В fR, МГц INL, МЗР DNL, МЗР ZE, % GE, % SNR, дБ SINAD, дБ

AD9240 14 5 10 2,5 0,6 0,3 1,5 78,5 75

AD9484 8 1,5 500 0,1 0,13 0 1 46,9 46,9

AD9648 14 2 125 1 0,5 -0,3 1,3 74,5 73,3

AD9680 14 1,58 1250 3 0,5 0 0 61,1 61,8

MAX1124 10 1,25 250 0,8 0,5 - - 56,8 56,5

MAX19507 8 1,5 130 0,1 0,1 0,1 0,3 49,8 49,3

MAX1180 10 ±1 105 0,75 0,4 1,8 2 58 57,6

MAX12555 14 ±1,1 95 1,6 0,65 0,1 0,35 73,6 73,2

ADC14X250 14 1,7 250 1 0,3 ±3 мВ - 70,5 70,0

ADS6143 14 2 80 2 0,5 ±2 мВ 0,3 74,2 74,1

ADC12J2700 12 2 2700 2 0,25 - - 52,5 52,4

ADS5474-SP 14 2,2 400 1,5 0,7 ±16 мВ 5 69,8 68,9

LTC2220 12 ±1 170 0,4 0,3 ±3 мВ 0,5 67,6 67,3

LTC2153-12 12 1,3 310 0,6 0,1 ±5 мВ 1 67 66,9

LTC1748 14 ±1,6 80 0,75 0,5 ±8 мВ 1 76,1 75,6

LTC2251 10 ±1 125 0,1 0,05 ±2 мВ 0,5 61,5 61,4

ISLA214S50 14 2 500 2,4 0,35 ±1 мВ 2,6 72,5 72,1

MCP37220-200 14 1,8 200 1,5 0,4 ±15 МЗР 0,5 67,2 -

5101НВ015 14 2 125 3 0,3 - - 69,9 69,6

Таблица А.5 - АЦП параллельного типа (Flash), полная

Элемент n р , бит Ubx , В МГц INL, МЗР DNL, МЗР ZE, % GE, % SNR, дБ SINAD, дБ

Последовательно-параллельный АЦП

AD7829-1 8 2,5 2 0,75 0,75 1 МЗР 2 МЗР - 48

MAX153 8 ±5 1 - 1 1 МЗР 1 МЗР 45 -

ADC10662 10 5 1,5 0,5 - 1,5 МЗР 1 МЗР 60 -

LTC1099 8 5 0,156 0,75 - - - 47 -

Продолжение таблицы А.5

Элемент бит ивх, В /д, МГц МЗР МЗР ZE, % GE, % SNR, дБ SINAD, дБ

Параллельные АЦП

Л09059 8 1 60 0,75 0,75 - 2,5 45 43,5

MAX108 8 0,5 1500 0,25 0,25 - - 46,8 46

Г^5540 8 2,5 40 0,6 0,3 -43 мВ - 45 -

1107ПВ2АРНН 8 2 20 0,85 1 50 мВ - - -

Таблица А.6 - Интегрирующие АЦП

Элемент * р , бит ивх , В /д, Гц МЗР DNL, МЗР ZE, % GE, % CMRR, дБ и ш ( нм8 ) , мкВ

Интегрирующие АЦ 1

MAX132 18 ±0,512 100 0,0015 МЗР - 0,0076 - 0,009% 15

ТС850 15 3,2768 40 1 0,1 0,25 МЗР - 80 30 p-p

!^7135 0,1 мкВ 2 2,5 0,5 0,01 - - - 15

А1 П напряжение-частота

AD652 - 5 5 0,01% - 1 мВ 0,25 80 -

LM331 - 40 100 к 0,003% - 3 мВ 0,01 - -

ADVFC32 - 10 0,5 М 0,05% - 4 мВ 5 - -

КР1108ПП1 - 15 500 к 0,002 - 4 мВ 0,02 - -

1316ПП1АУ - ±4,1 20 / 1 мВ 0,3 - - - - -

Таблица А.7- Источники опорного напряжения, полная

Элемент Погрешность еШ, нВ/^Гц (1 кГц) иШ(Р-Р), мкВ (0,1-10 Гц)

Выходное напряжение 2,048 В

ADR440 1 мВ 45 1

ADR430 1 мВ 60 3,5

ADR4520 0,82 мВ 35,8 1

MAX6126AASA21 0,02% 35 1,3

MAX6070AAUT21 0,04% 200 6,4

LM4120A-2.048 0,2% - 20

LM4140-2.0 0,1% 200 2,2

REF5020 0,05% - 6

ISL21007CFB820Z 1 мВ 60 4,5

ISL21010CFH320Z 0,2% - 24

LT1790AIS6-2.048 0,05% - 22

LTC6652AHMS8-2.048 0,05% - 2,1

Выходное напряжение 4,096 В

ADR444 1,6 мВ 78,6 1,8

ADR434 1,5 мВ 100 6,25

ADR4540 1,64 мВ 83,5 2,7

MAX6126AASA41 0,02% 120 2,4

MAX6071BAUT41 0,08% 200 9,6

MAX6341 0,025% 85 2,4

LM4120A-4.096 0,2% - 20

LM4140-4.1 0,1% 200 2,2

REF5040 0,05% - 12

ISL21010CFH341Z 0,2% - 112

ISL21080CIH341Z 0,2% 1100 52

LT1461AIS8-4 0,04% - 8

LT1790AIS6-4.096 0,05% - 60

LTC6655BHMS8-4.096 0,025% - 0,25

Таблица А.8 - Линейные стабилизаторы, полная

Элемент ивх, В ивьх, В 1 вьх , мА иш (тз), мкВ еш, нВ^Гц РБЯЯ, дБ

0,01-100 кГц 1 кГц 100 кГц

ЛБМ7170 2,3-6,5 1,3-5 500 5 40 60

ЛБР3335 2,6-12 1,8-5 500 47 1000 -

ЛБР7112 2,7-20 1,8-5 200 11 70 68

ЛОР7142 2,7-20 1,8-5 200 11 80 68

ЬР2985 2,2-16 1,8-5 150 30 200 30

ЬР2989 2,1-16 2,5-5 500 18 200 60

ЬР5907 2,5-5,5 1,2-4,5 250 6,5 1200 82

ЬР5922 1,3-6 0,5-5 2000 25 2000 70

МЛХ8860 2,5-6,5 1,8-3,3 300 60 190 20

МЛХ8902Л 1,7-5,5 0,6-5,3 500 16 1200 62

МЛХ1818 2,5-5,5 1,25-5,0 500 115 - 68

МЛХ8869 2,7-5,5 0,8-5,0 1000 150 800 54

Ы3065 1,8-45 1,8-5 500 25 3000 20

Ы3085 1,2-36 2-34,5 500 40 120 40

Ы3088 1,2-36 1,2-34,5 800 27 180 35

Ы3042 1,8-20 0-15 200 0,8 70 75

КСР161 1,9-5,5 1,8-5,14 450 10 900 48

КСР163 2,2-5,5 1,2-5,3 250 6,5 1000 60

КСР690 1,5 -6 1,25-5,0 1000 50 3000 25

КСР3335Л 2,6-12 1,5-5,0 500 58 400 25

1Ь52ХХО 2,5-15 1,2-5,0 800 150 - 75

К1254 1,3-15 1,25-13,7 1000 150 - 25

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Внешний вид и блок-диаграммы программ моделирования в среде LabVIEW

(«оа]

Рисунок Б. 1- Часть блок-схемы подпрограммы расчёта коэффициента подавлений для АЦП конвейерного типа с помехой (по равномерному закону)

Рисунок Б.2- Часть блок-схемы подпрограммы расчёта коэффициента подавлений для АЦП конвейерного типа с помехой (по случайному закону)

Рисунок Б.3 - Часть блок-схемы подпрограммы расчёта коэффициента подавлений для АЦП поразрядного кодирования типа с помехой (по равномерному закону)

Рисунок Б.4- Часть блок-схемы подпрограммы расчёта коэффициента подавлений для АЦП последовательного счета с помехой (по равномерному закону)

Рисунок Б.4 - Внешний вид подпрограммы для оценки коэффициентов подавления для цифровых вольтметров с разными декадами

Рисунок Б. 5 - Часть блок-схемы подпрограммы расчёта коэффициента подавлений для цифровых вольтметров с разными декадами

Рисунок Б. 6 - Внешний вид подпрограммы для оценки коэффициентов подавления при использовании разных типов усреднений

Рисунок Б. 7 - Часть блок-схемы подпрограммы расчёта коэффициента подавлений при использовании разных типов усреднений

Рисунок Б.8 - Внешний вид подпрограммы для оценки коэффициентов подавления при использовании а-усечённого среднего и АЦП с Р=1

2_I I I I г

ч-н-

Рисунок Б. 9- Часть блок-схемы подпрограммы расчёта коэффициента подавлений при использовании а-усечённого среднего и АЦП с Р=1

Рисунок Б.10 - Внешний вид подпрограммы генератора сложной помехи

Рисунок Б. 11 - Часть блок-схемы подпрограммы генератора сложной помехи

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Текст программы для вычислений усреднений по 20 измерениям на м/к ATmega128, 16 МГц в Atmel Studio.

#include <avr/io.h> // библиотека для работы с ATmega 128

#include <stdio.h> // библиотека, где расположена сортировка массивов

#include <math.h> // библиотека математических функций

int comp(const double *x, const double *y)

{

if (*x < *y) return -1; else if (*x > *y) return 1; else return 0;

}

int main(void)

{

// Исходный массив данных: Амплитуда синусоиды 5, СКО шума 1, СКО помехи 10, Вероятность 0.01

double BUF[20] = { 251.781, 251.764, 253.630, 253.599, 254.943, 255.325, 252.776, 253.515, 254.979, 254.072, 248.627, 246.445, 245.211, 244.177, 245.615, 245.632, 244.468, 246.256, 247.171, 248.495};

// Используемые переменные int N=20; // Число измерений double BUFd [20], BUFhl[10];

double AR=0, GA=0, GE=1, KV=0, ME=0, MEHL=0, AU5=0, AU10=0, AU15=0, AV5=0, AV10=0, AV15=0;

double GEN=1;

asm volatile("nop"); // Пустая операция // Арифметическое среднее for (int i=0; i<N; i++){

AR=AR+BUF [i];