Недорогой однофазный счетчик электроэнергии на MSP430C11х. 23. Двухдиапазонный АЦП для канала измерения тока

Среднее квадратичное значение напряжения на входе изменяется в не­больших пределах. Однако среднее квадратичное значение тока на входе из­меняется в широких пределах в зависимости от величины и типа нагрузки. Из этого следует, что необходимо применять АЦП с высоким разрешением или АЦП с низким разрешением, но изменяющимся входным динамическим диапазоном. Чтобы перекрыть входной диапазон от 5 % до 400 % с ошибкой измерения не более ±1% требуется обеспечить минимальный динамический диапазон 400/5 х 100 / (1+1) = 4000. Для этого требуется АЦП с разрешением не менее 12 бит. Для одно-градиентного АЦП имеется зависимость между разрешающей способностью, частотой дискретизации и шумами. Наиболее удобно работать при 10 битном разрешении. 12 битное разрешение может быть обеспечено за счет добавления внешнего четырехкратного усиления для малых сигналов. Даже с учетом того, что реальная разрешающая способность равна 10 битам, в описываемом устройстве обеспечивается эффективная раз­решающая способность, равная приблизительно разрешающей способности 11 битного АЦП.

Рис. 5. Структурная схема двухдиапазонного АЦП

На рисунке 5 показана структурная схема двухдиапазонного АЦП. Он состоит из однодиапазонного АЦП и внешнего устройства, обеспечивающе­го четырехкратное усиление малых сигналов. Теоретически, коэффициенты усиления всех перемножителей G1, G2,1/G1 и 1/G2 должны равняться едини-