Z życia elektronika – #20 – Analiza WCA (Worst Case Analysis) wejścia ADC w procesorze w oparciu o pomiar prądu – obliczenia

Na rozgrzewkę:

W poprzednim wpisie z tej serii zawarłem schemat analizowanego układu oraz parametry poszczególnych komponentów, które będą potrzebne do wykonania analizy. W tym wpisie skupię się tylko na obliczeniach. Do obliczeń będę używał darmowego programu SMath Studio, do osób zapisanych do newsletter wyślę arkusz z obliczeniami.

Zakres wpisu:

  • Elementy pasywne
  • Wzmacniacz operacyjny
  • Procesor
  • Wyznaczanie błędu

Elementy pasywne:

Obliczając skrajne wartości komponentów pasywnych, uwzględniłem:

  • tolerancję podawaną przez producenta,
  • TCR.

Wzmacniacz operacyjny:

Obliczając finalny błąd wartości napięcia wyjściowego ze wzmacniacza operacyjnego, uwzględniłem:

  • napięcie niezrównoważenia,
  • dryft temperaturowy napięcia niezrównoważenia,
  • prąd niezrównoważenia,
  • dryft temperaturowy prądu niezrównoważenia,
  • SVR, czyli wpływ napięcia zasilającego wzmacniacz na napięcie niezrównoważenia, uwzględniając napięcie zasilania w zaprojektowanym układzie, oraz napięcie, przy których zostały zmierzone parametry podane w nocie aplikacyjnej (Vcc_measured),
  • CMRR, czyli wpływ napięcia wspólnego na napięcie niezrównoważenia,
  • wzmocnienie napięciowe.

W obliczeniach nie uwzględniłem wejściowego prądu polaryzacyjnego z powodu umieszczenia rezystora R5. Rezystor R5 zapewnia identyczny spadek napięcia pochodzący od prądów polaryzacji, powoduje to, że napięcie wejściowe pochodzące od spadków napięcia wytworzonych od prądów polaryzacji, jest identyczne na obu wejściach.

Procesor:

Obliczając napięcie odczytywane przez procesor, uwzględniłem:

  • prąd upływu pinu procesora,
  • tolerancję przetwornika analogowo-cyfrowego,
  • tolerancję źródła napięcia odniesienia.

Wyznaczenie błędu:

Ostatnim krokiem analizy jest wyznaczenie błędu pomiędzy fizyczną wartością prądu płynącego w obwodzie a skrajnymi wartościami odczytanymi przez procesor. W tym celu obliczyłem prąd minimalny i maksymalny widziany przez procesor z typowymi parametrami obwodu, ponieważ takie parametry mogę zawrzeć w kodzie. Następnie procentowo przedstawiłem błąd wprowadzany przez układ pomiarowy.

Podsumowanie:

W ostatnich dwóch wpisach przybliżyłem Tobie, Drogi Czytelniku sposób wykonywania analizy WCA z przykładem, a w następnym wpisie wykonam kolejny rodzaj analizy, czyli Monte Carlo.

Autor artykułu
Mateusz Pluta

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *