Andy schrieb:
> Was haltet ihr den generell von meinen Überlegungen bezüglich der
> Zeitkonstante des Integrators?
Andy schrieb:
> Periodendauer der Überabtastfrequenz: T=200ns
> Tau = R*C >= T = 200ns
>
> Mit R = 500Ohm -> C= 400pF
Du musst mit R = R1||R2 = 250Ω rechnen. Das ergibt dann C=800pF.
Die Anstiegsgeschwindigkeit und die maximale Amplitude des
Ausgangssignals des Integrierers sind
- umgekehrt proportional zur Zeitkonstante des Integrierers
- proportional zur Taktperiodendauer
- proportional zur Eingangsamplitude
Wählt man — wie du es getan hast — die Zeitkonstante des Integrierers
gleich der Taktperiodendauer, ist die maximale Ausgangsamplitude des
Integrierers gleich der maximalen Eingangsamplitude. Man dies als Ziel
sehen, muss es aber nicht.
Eine kleine Zeitkonstante erfordert eine hohe Slewrate und eine hohe
Versorgungsspannung von U5 und U4. Wenn man also keine superschnellen
Opamps einsetzen will, wählt man die Zeitkonstante besser etwas nied-
riger.
Die Zeitkonstante darf aber nicht beliebig groß gewählt werden, weil
sonst das Ausgangssignal des Integrierers zu klein und die Schaltung zu
rauschempfindlich wird.
Die "optimale" Zeitkonstante ist also — wie so oft — ein Kompromiss.
Ich würde deswegen die Schaltung erst einmal mit einer (bspw. um den
Faktor 10) größeren Zeitkonstante dimensionieren und dabei die
erforderliche Bandbreite des Opamps so bestimmen, das die gewünschte
Genauigkeit erreicht wird. Das kannst du ganz gut in der Simulation
tun.
Dann suchst du dir einen günstigen Opamp mit eben dieser Bandbreite aus
und ermittelst die Zeitkonstante des Integrierers so, dass die maximale
Anstiegsgeschwindigkeit des Ausgangssignals noch deutlich unterhalb der
für diesen Opamp spezifizierten Slewrate liegt.
Noch ein paar Bemerkungen:
Den Invertierer U4 kannst du weglassen, wenn du die Eingänge von U1
vertauschst oder vom Flipflop den Ausgang /Q statt Q benutzt.
Für U3 solltest du keinen Opamp, sondern einen schnellen Komparator
nehmen. Außerdem solltest du ihm eine kleine Hysterese verpassen, damit
er auch bei langsamer Änderung des Eingangssignal ein sauberes Digital-
signal liefert.
Evtl. bietet es sich an, die Schaltung so auszulegen, dass man auch für
die Versorgung des Opamps und des Komparators mit 5V/GND auskommt, so
dass die ±15V entfallen können. Aber vielleicht sind die ja ohnehin
vorhanden, dann kann man sie natürlich auch nutzen.
Delta_sigma_1.PNG
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delta_sigma_2.PNG
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