Устойчивость работы импульсных устройств

Здравствуйте, уважаемые посетители. Взяться за написание этой статьи вынудило большое количество обращений по поводу некорректной работы цифровых вольтметров и амперметров, схемы и программы, которых представлены на моем сайте. А претензии к программам заключались в мерцании младших разрядов индикаторов.

Я много писать не буду, вы сами поймете, о чем речь. И так, мерцание возникает из-за присутствия большого уровня пульсаций в питающем напряжении, а, как известно, в большинстве случаев при оцифровке аналогового сигнала в качестве опорного напряжения и выбирается напряжение питания контроллера. 2) большие пульсации самого измеряемого напряжения, особенно при измерении падения напряжения на шунте, при измерении переменного по величине тока нагрузки. При измерении тока входные устройства имеют большой коэффициент усиления, поэтому подвержены внешним электромагнитным полям. 3) Не правильная разводка проводников печатных плат цифровых устройств, когда сам контроллер наводит помехи, особенно при использовании в программе использовании динамической индикации для светодиодных индикаторов. В этом случае на плате присутствует много печатных проводников, по которым текут импульсные токи. 4) И т.д.

Самый простой способ удалить мерцание и забыть про все, что я здесь написал, это ввести задержки. Как в основном и поступаю многие программисты. Все красиво, но то, что вы теряете значительную часть информации, все молчат. Раньше, в стрелочных приборах проблемой, в некоторых случаях, была инерционность стрелки измерительной головки. И нельзя было регистрировать быстро изменяющиеся величины. С приходом «цифры» скорость измерения намного возросла, так теперь для красоты сами стали «тупить» приборы. Время преобразования аналоговой величины в цифровой код у PIC контроллеров составляет микросекунды, а задержку делают вплоть до секунды. Представляете, сколько информации вы намеренно губите! Ладно, если это просто вольтметр или амперметр в блоки питания «и так сойдет», а если на контроллер возложена функция защиты? Представим, что у вас на выходе блока питания случайно возник режим короткого замыкания, а в это время контроллер обслуживает подпрограмму задержки…, надеюсь, понято! Да, у вас тысячу раз все сгорит, пока контроллер выйдет на измерение, а там уже все сгорело и никакого превышения, например, тока уже нет. Да вы никогда и не узнаете, что произошло с вашим, допустим, блоком питания.

В свое время, я собрал для своего будущего БП схему из журнала «Радио» №1 за 2005г. Статья называлась «Цифровое устройство защиты с функцией измерения» автор Н. Заец. В процессе проверки собранного БП на предмет КЗ, выяснилось, что защита срабатывала, тогда, когда она этого хотела. Это стало последней каплей для того, чтобы самому занять программированием. Впоследствии выяснилось, что виной такому поведению собранного устройства и стали эти пресловутые задержки. Поэтому во всех своих программах я, как мог, уменьшил время реакции программы на изменения входной величины. Но, как раз здесь-то и вылезли проблемы с мерцанием младших разрядов в индикаторах. Пришлось сначала определить причины этого явления, а потом искать соответствующую литературу для решения этой проблемы.

Читать далее

.