EO_475
ANALOG/MIXED SIGNAL AFE CIRCUIT accoppiati con precisione (con una tolleranza dello 0,1% e superiore). In caso contrario, gli ingressi operano con un’amplificazione diversa, peggiorando così in modo si- gnificativo la reiezione di modo comune. L’amplificatore per strumentazione con tre Op-Amp eli- mina gli svantaggi tipici delle altre due topologie. L’alta im- pedenza d’ingresso, combinata ai due stadi di guadagno, assicura una migliore reiezione di modo comune. Tuttavia, tale soluzione presenta anche degli svantaggi: in partico- lare, il consumo di energia più elevato rende il sistema non indicato per le applicazioni a basso consumo. Oltre alla scelta degli Op-Amp e della topologia più adat- ta, occorre impostare la distribuzione degli stadi di am- plificazione. Questa dipende da diversi fattori, tra cui il prodotto guadagno-banda desiderato (GBP, Gain Ban- dwith Product), l’amplificazione dell’errore in uscita degli Op-Amp utilizzati e la limitazione degli intervalli di tensio- ne in ingresso e in uscita al primo e al secondo stadio. Se il circuito opera con un’amplificazione superiore o con una tensione di alimentazione più bassa, è comunque difficile trovare un buon compromesso. La digitalizzazione con i convertitori A/D In seguito all’amplificazione del segnale analogico del sensore, quest’ultimo viene convertito in un segnale di- gitale mediante un convertitore A/D. La sua risoluzione in bit dipende dalla precisione desiderata per l’applica- zione e dalla tensione di riferimento. Ad esempio, un con- vertitore A/D a 12 bit raggiunge una precisione di 1mV a 4,096 V. Inoltre, occorre tenere in considerazione il teorema di Nyquist-Shannon sul campionamento. Esso implica che la frequenza massima del segnale debba essere pari a meno della metà della frequenza massima. Ne consegue che il segnale d’ingresso deve avere una larghezza di banda limitata tramite opportuno filtraggio. La quantiz- zazione della frequenza del segnale analogico dà origine anche a errori di quantizzazione. Per mantenere questi ultimi il più possibile bassi, sarebbe necessario selezio- nare una quantizzazione, ossia una frequenza di cam- pionamento, elevata. Questo aspetto va assolutamente considerato negli ADC di tipo SAR, mentre per gli ADC Sigma Delta non è critico grazie all’elevato sovracam- pionamento. Le soluzioni integrate sono spesso l’opzione migliore A causa di tutti questi requisiti e condizioni, spesso è meglio affidarsi a una soluzione integrata e già pronta all’uso. Infatti le soluzioni integrate non solo consentono di ottenere una maggiore precisione, ma contribuiscono anche a una riduzione dei costi e dei tempi di svilup- po. Una soluzione di questo tipo è spesso indispensabile soprattutto nei casi in cui sia richiesta un’elevata risolu- zione nell’elaborazione dei segnali dei sensori. La pre-
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTg0NzE=