Принципиальной погрешностью
,
которая возникает при преобразо
-
вании аналоговой величины в дискретную и которую можно отнести к
помехам
,
является ошибка квантования по уровню
,
или погрешность
дискретизации
.
Совместное действие помех и квантования по уровню определяется
композицией законов распределения
.
Аналоговое интегрирование обеспечивает увеличение отношения
сигнал
/
помеха
,
так как статистические характеристики сигнала и поме
-
хи различны для интервала интегрирования
.
Для этого интервала сиг
-
нал имеет коэффициент корреляции
,
близкий к единице
,
а помеха
—
коэффициент корреляции
,
близкий к нулю
.
Таким образом
,
при непрерывном интегрировании входного сигна
-
ла в сигма
-
дельта
-
АЦП интервал интегрирования можно выбрать до
-
статочно большим
,
равным времени измерения
(
в отличие от случая
дискретного преобразования
,
когда интервал интегрирования равен ци
-
клу преобразования
).
Преобразование частоты выходного сигнала АЦП в код возможно
двумя способами
.
Первый способ основан на непосредственном преобразовании ча
-
стоты путем подсчета числа периодов неизвестной частоты на фикси
-
рованном интервале
,
равном времени измерения
.
Второй способ основан на преобразовании периода неизвестной ча
-
стоты путем заполнения временн
´
ого интервала импульсами эталонной
частоты
f
эт
и последующем вычислении частоты
.
Второй способ значительно точнее первого при одинаковом вре
-
мени измерения
t
изм
,
так как погрешность квантования по уровню
в первом случае составляет
δ
1
= 1
/t
изм
F
x
,
а во втором случае
—
δ
2
= 1
/t
изм
f
эт
,
где
F
x
и
f
эт
—
преобразуемая и эталонная частоты
соответственно
.
Поскольку
F
x
¿
f
эт
,
то
δ
1
À
δ
2
.
Тем не менее
,
первый способ широко применяется в традицион
-
ных сигма
-
дельта
-
преобразователях
,
например в
24-
разрядном АЦП
AD7710
фирмы
Analog Devices [3].
Для уменьшения погрешности дискретизации в данном АЦП ис
-
пользуется квантование на частоте
,
намного превышающей максималь
-
ную частоту
F
s
спектра сигнала
,
с последующей фильтрацией с помо
-
щью цифрового фильтра с весовой функцией
(sin
x/x
)
3
.
Для этого ком
-
паратор синхронизируется тактовыми импульсами
,
следующими с ча
-
стотой
kF
s
,
преобразуя медленно изменяющийся входной сигнал в сиг
-
нал переменного тока высокой частоты
.
Таким образом
,
эффективное
значение шума квантования на низких частотах пренебрежимо мало
,
а
интегратор выступает в роли фильтра высоких частот шума квантова
-
ния
.
При этом желательно
,
чтобы
kF
s
=
f
эт
,
однако уменьшение пери
-
ISSN 0236-3933.
Вестник МГТУ им
.
Н
.
Э
.
Баумана
.
Сер
. "
Приборостроение
". 2004.
№
2 57
