如何確保總體系統誤差的正確計算

2020-12-25 電子發燒友

如何確保總體系統誤差的正確計算

佚名 發表於 2018-04-17 09:05:01

計算系統的總誤差是一件需要些技巧的工作，特別是在技術規格的單位變化很大時更是如此。當計算總體誤差時，在合併前，所有技術規格必須被轉換為一個共同的單位。這篇博文將告訴你如何在伏特、百分率和百萬分率 (ppm) 之間進行轉換，以確保總體系統誤差的正確計算。

線性器件數據表中的大多數誤差是折算到輸入端的 (RTI)。將誤差折算到輸入端有三個主要的好處：他將輸出上總體誤差的每一個誤差源分離開來，不需要知道器件增益，並且簡化了將總體誤差折算到輸出端的計算方法。為了在伏特、百分率和百萬分率間轉換輸入引入的技術規格，並且將總體誤差折算到輸出端，我們使用以下方程式。

從伏特轉換為百分率：

在這裡，

                              Error(V) = 單位為伏特的誤差。

                              Error(%) = 以滿量程範圍百分比表示的誤差。

                              FSRInput = 輸入的滿量程範圍。

要將百分率轉換為百萬分率：

在這裡，

                              Error(ppm) = 以滿量程範圍的百萬分率表示的誤差。

要將所有誤差折算到輸出端，單位伏特：

       

在這裡：

                              總輸出誤差 (V) = 以伏特為單位折算到輸出端的總體誤差。

                              FSROuput = 輸出的滿量程範圍。

為了顯示一個如何使用上述方程式的示例，我們將使用圖1中的電路，並且計算由INA826的幾個技術規格所導致的組合誤差（單位ppm）。此電路使用一個20mVpp的輸入信號，並且RG針對INA826被設定為具有100V/V的增益。

我們將看到的第一個誤差是輸入偏移電壓。圖2顯示針對INA826的輸入偏移電壓技術規格。

由於這個技術規格的單位為伏特，使用方程式1和方程式2來將其轉換為ppm值。我們需要知道輸入的滿量程範圍來解出方程式1。圖1的FSR是INA826輸入上的總電壓範圍。在這個情況下為20mVpp。我們現在掌握了所需的全部信息，我們將數字代入方程式。

現在來看一看增益誤差。圖3顯示針對INA826的增益誤差技術規格。

這個增益誤差技術規格給出的單位為百分比。因此，我們只需使用方程式2來將其轉換為ppm。

現在兩個誤差源的單位均為ppm了，我們可以通過計算方程式7中顯示的RSS，或和方根值來將他們組合在一起。

這是由輸入引入的增益誤差和偏移電壓所導致的總體誤差。然而，很多人想看看他們在輸出上能夠會測量到多少誤差。為了將誤差折算到輸出端，使用方程式3。方程式3使用變量FSROutput，輸出的滿量程範圍。在圖1顯示的示例中，輸出的FSR為2Vpp。計算方法為輸入信號 (20mVpp) 乘以增益 (100V/V)。方程式8中計算的是輸出上的總體電壓誤差。

雖然這些誤差不是INA826的所有誤差，可以用相似的分析來將其餘誤差包括在內。

你現在知道了如何在伏特、百分率和百萬分率之間進行轉換，你已經可以計算系統的總體誤差了。如果你還想看看其他計算總體系統誤差的示例，請查看TI設計TIPD156內的附錄B。

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