Статья 9420

Название статьи

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СПОСОБОВ КОМПЕНСАЦИИ
ПОГРЕШНОСТИ ОТ КРАЕВЫХ ЭФФЕКТОВ В ΣТ-АЦП 

Авторы

Ашанин Василий Николаевич, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой электроэнергетики и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), eltech@pnzgu.ru
Коротков Алексей Александрович, инженер-конструктор, Научно- исследовательский институт электронно-механических приборов (Россия, г. Пенза, ул. Каракозова, 44); аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), lexifer@mail.ru

Индекс УДК

681.325.3

DOI

10.21685/2072-3059-2020-4-9 

Аннотация

Актуальность и цели. Наибольшими линейностью функции преобразования и разрядностью выходного кода сегодня обладают преобразователи информации ΣΔ-архитектуры. Однако наличие в их структуре цифрового фильтра-дециматора не позволяет реализовать привязку результата измерения ко времени измерения. Для обеспечения этого важнейшего свойства преобразователей информации Σ-архитектуры для измерительных задач целесообразно
использовать другие виды промежуточной модуляции, например широтноимпульсную модуляцию. Проводится сравнительный анализ алгоритмов интегрирующего ΣТ аналого-цифрового преобразователя (АЦП), в которых с целью исключения цифровой фильтрации выходного сигнала модулятора промежуточный широтно-импульсный модулированный сигнал суммируется в примыкающих циклах преобразования за время, во много раз превышающее период импульсной модуляции, а для исключения операции фильтрации результатов промежуточного модулирования используется компенсация погрешности от краевых эффектов. Исследования проведены с помощью разработанных имитационных моделей, в которых используются аналоговый, комбинированный и цифровой способы компенсации погрешности от краевых эффектов.
Материалы и методы. Созданы имитационные модели в программной среде Matlab/Simulink. Проведен ряд модельных экспериментов и рассчитаны значения среднеквадратичной погрешности линейности функции преобразования АЦП без компенсации, а также с аналоговой, комбинированной и цифровой компенсацией погрешности от краевых эффектов соответственно. Дана оценка работоспособности алгоритмов и проведен сравнительный анализ реализованных алгоритмов.
Результаты. Показатели среднеквадратичной погрешности линейности подтверждают корректность реализации алгоритмов в программной среде и эффективность имитационных моделей ΣТ-АЦП с аналоговой, комбинированной и цифровой компенсацией погрешности от краевых эффектов.
Выводы. Реализованный алгоритм ΣТ-АЦП с цифровой компенсацией значительно уменьшает погрешность от краевых эффектов, что подтверждается полученными значениями среднеквадратичной погрешности линейности, и является наиболее простым с точки зрения модельной и практической реализации. 

Ключевые слова

ΣТ-АЦП, широтно-импульсная модуляция, аналоговая компенсация, цифровая компенсация, комбинированная компенсация, коррекция, погрешность от краевых эффектов, имитационная модель, среднеквадратичное отклонение результатов преобразования.

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Шахов, Э. К. Интегрирующие развертывающие преобразователи / Э. К. Шахов, В. Д. Михотин. – Москва : Энергоатомиздат, 1986. – 144 с.
2. Ашанин, В. Н. Теория интегрирующего аналого-цифрового преобразования : монография / В. Н. Ашанин, Б. В. Чувыкин, Э. К. Шахов. – Пенза : Инф.-изд.
центр, 2009. – 214 с.
3. Патент № 2303327 Российская Федерация. Способ интегрирующего аналогоцифрового преобразования напряжения / Э. К. Шахов, В. Н. Ашанин. – БИ № 20. – 2007.
4. Патент № 2294595 Российская Федерация. Способ интегрирующего аналогоцифрового преобразования напряжения / Э. К. Шахов, В. Н. Ашанин. – БИ № 6. – 2007.
5. Патент № 2292642 Российская Федерация. Способ интегрирующего аналогоцифрового преобразования напряжения / Э. К. Шахов, В. Н. Ашанин, Б. В. Чувы-
кин. – БИ № 3. – 2007.
6. Патент № 2291559 Российская Федерация. Способ интегрирующего аналогоцифрового преобразования напряжения / Э. К. Шахов, В. Н. Ашанин. – БИ №1. –2007.
7. Ашанин, В. Н. Разработка интегрирующего ΣТ-аналого-цифрового преобразователя с коррекцией погрешности от краевых эффектов в цифровой форме /
В. Н. Ашанин, А. А. Коротков // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2017. – № 3 (23). – С. 139–150.
8. Ashanin, V. N. Development of Sigma-Т ADC with Analogue Compensation of Error Caused by Edge Effects / V. N. Ashanin, A. A. Korotkov // International Siberian
Conference on Control and Communications (SIBCON). – 2017. – p. 5.
9. Ashanin, V. N. Research of the sigma-T analog-to-digital converter with combined compensating of the error from edge effects / V. N. Ashanin, A. A. Korotkov // 4th the International Conference on the Transformation of Education (London, U.K. 24–30 April 2016). – London, U.K., 2016. – P. 6–17.
10. Патент № 2725678 Российская Федерация. Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь напряжения / В. Н. Ашанин, А. А. Коротков. – БИ № 19. – 2020. 

 

Дата создания: 07.12.2020 09:50
Дата обновления: 17.02.2021 11:12