RLC-2, идеи по улучшению прибора

АК: Величина максимального входного напряжения зависит от величины опорного напряжения и равняется удвоенному опорному.

А вот мне интересно, это следствие или причина. Так как в похожем АЦП (TC500) величина Vref вычисляется несколько по другому, хотя и совпадает по значению. Пересчитав Vref для ICL7135 по ниже приведенной формуле, значение близко к половине максимального входного. Как и говорится в даташите.

Vref= ((Vcc-0.9) x Cint x Rint)\(2 x Tint)
В этой формуле отсутствует значения входного напряжения. Предполагая, что 10000 х 1\Fclock =Tint можно подсчитать: Vref= ((5-0.9)*0.47*10e-6*100*1000)\2*0.1=0.9635В Это для частоты 100кГц. Значения Сint и Rint взяты 0,47мкф и 100 кОм как в даташите и Vref=1.0В
Аналоговая часть TC500 сделана по той же схемотике что и ICL7135
Tint это не все время преобразования, а только время зарядки Сint

Если пересчитать на частоту 250 кГц то Vref=1,204В при тех же Cint и Rint.

А если коммутировать вместе с изменением частоты преобразования и Vref?

Еще немного напишу для понимания работы АЦП двойного интегрирования, а то чувствую, что и DWD не очень понимает.
Есть интегратор, это нечто на операционном усилителе, в обвязке которого включены так называемые интегрирующий резистор и интегрирующий конденсатор. Работает интегратор так, если на вход интегратора подать постоянное напряжение, то ОУ вырабатывает ток, пропорциональный входному напряжению и конденсатор заряжается этим током. Напряжение на конденсаторе линейно возрастает. Если в таком состоянии схему оставить на не ограниченное время, то напряжение на конденсаторе достигнет какого-то максимума, близкого к напряжению питания ОУ, и дальнейший заряд конденсатора прекратится (напряжение на конденсаторе войдет в ограничение). В АЦП двойного интегрирования на заряд конденсатора отводится фиксированное время, значит, надо выбрать элементы интегрирующей цепи такими, чтобы конденсатор не успел зарядится до напряжения питания ОУ, чтобы напряжение на конденсаторе не дошло до ограничения (не вошло в ограничение).
Второй этап работы АЦП двойного интегрирования, это разряд конденсатора. Для этого на вход интегратора подается опорное напряжение противоположного знака, чем было измеряемое напряжение. Благодаря стабильному напряжению на входе интегратора, ток разряда конденсатора стабилен. На этом втором этапе конденсатор разряжаться не фиксированное время, а до полного разряда (до нуля напряжения на конденсаторе). С началом разряда конденсатора запускается счетчик, считающий количество тактовых импульсов за время разряда конденсатора. По окончанию разряда конденсатора результат счета готов. Для нашего АЦП это число от 0 до 20000.

И так, обобщу, заряжается конденсатор фиксированное время током, пропорциональным входному напряжении. Если входное напряжение строго постоянно, то конденсатор заряжается по линейному закону. Если на входное напряжение наложена какая ни будь помеха, то линия напряжения заряда конденсатора будет уже не прямой, хотя и возрастающей. А вот разряд конденсатора строго стабильным током до полного разряда. При этом счетчик считает количество тактовых импульсов за время разряда.

Если у нас элементы интегрирующей цепи рассчитаны для тактовой частоты 100 кГц, а мы повысим тактовую частоту, например в два раза до 200 кГц, ничего не меняя в обвязке АЦП. То что поменяется в работе схемы интегратора? Уменьшиться в два раза интервал заряда конденсатора (первый интервал), это значит, что при том же входном напряжении конденсатор зарядится до напряжения в два раза меньшего, чем при более низкой тактовой частоте. Дальше пошел разряд конденсатора до нуля напряжения. Так как напряжение заряда было меньшим, то компаратор с меньшей точностью определит конец разряда конденсатора. Вот тут уже может возникнуть небольшая ошибка в подсчете интервала времени разряда конденсатора. По этому, лучше (оптимально) для каждой тактовой частоты подключать к АЦП свои элементы интегрирующей цепи. Так сделал в своей конструкции участник s Vadim.

АК: Так как напряжение заряда было меньшим, то компаратор с меньшей точностью определит конец разряда конденсатора.

Точность компаратора фиксирована и не важно с какой высоты падает напряжение на конденсаторе, около нуля все зависит от точности компаратора.
При изменении частоты изменится ток зарядки во время периода интегрирования и станет не оптимальным. Но он варьруется от 5 до 40 мкА. По моему мнению.

А представьте, что конденсатор зарядился только до напряжения шумов, какие-то там микровольты. И на фоне этих шумов компаратору надо определить момент разряда конденсатора. Я думаю, хрен он определит точно. Значит, чем меньше напряжение заряда конденсатора, тем больше будут влиять шумы и помехи на точность определения компаратором момента разряда конденсатора.
А еще, если конденсатор зарядился до меньшего напряжения, то и диэлектрическая абсорбция конденсатора будет иметь большее негативное влияние.

FR1: При изменении частоты изменится ток зарядки во время периода интегрирования и станет не оптимальным. Но он варьруется от 5 до 40 мкА. По моему мнению.

Ток заряда интегрирующего конденсатора не зависит от тактовой частоты. Ток пропорционален входному напряжению, значит он зависит от этого напряжения и от величины сопротивления интегрирующего резистора.
Что же меняется при изменении тактовой частоты? Меняется время, отводимое для заряда интегрирующего конденсатора. По этому, например, при повышении частоты, и при неизменных элементах интегрирующей цепи, конденсатор зарядится до меньшего напряжения (при том же входном напряжении). А меньшее напряжение на конденсаторе - хуже помехоустойчивость работы компаратора при определении момента полного разряда конденсатора.

Да, я неправильно высказался. Ток заряда не меняется, меняется время заряда, но если подойти математически то для сохранения равенства заряда Cint при разных частотах необходимо увеличить ток заряда, когда Сint не меняется и Rint тоже. Что нужно для этого сделать? Увеличить входное напряжение. Которое для моего примера станет на частоте 250 кГц равным 2,4В. И если параметры АЦП позволяют по входам подавать такое напряжение, то это будет эквивалентно изменению интегрирующей цепочки.
P.S. И увеличивать напряжение входа не для борьбы с шумами, а для сохранения динамического диапазона АЦП.

По последнему Вашему посту, я понял ход Ваших мыслей.

По тому, как связано входное и опорное напряжения для ICL7135, в даташите имеется такая формула:

Даташит на АЦП (TC500) не изучал, возможно там есть попхожая формула.

АК: По тому, как связано входное и опорное напряжения для ICL7135, в даташите имеется такая формула:

Вопрос в том стоит ли овчинка выделки. По приведенной Вами формуле не могу я понять зависимость. Странная она какая-то. Сколько будет отсчетов видно, а зависимость не понимаю.

Повышение входного напряжения при более высокой тактовой частоте хоть и даст нам заряд инт. конденсатора до большего напряжения, но так же даст зашкаливание АЦП. Не надо забывать, что с повышением тактовой частоты не только уменьшается временной интервал заряда конденсатора, но и увеличивается частота импульсов, с которой происходит счет времени разряда конденсатора. То есть, при меньшем, например, в два раза напряжении заряда конденсатора, и большей в два раза тактовой частоте, счетчик насчитает те же 20 000 единиц. Увеличивать напряжение заряда конденсатора увеличением входного напряжения - нельзя, хоть интегратор это и пропустит без проблем, счетчик импульсов зашкаклит.

АК: Но повышение входного напряжения при более высокой тактовой частоте хоть и даст нам заряд инт. конденсатора до большего напряжения, но так же даст зашкаливание АЦП. Не надо забывать, что с повышением тактовой частоты не только уменьшается временной интервал заряда конденсатора, но и увеличивается частота импульсов, с которой происходит счет времени разряда конденсатора.

Да, а TC500 думается мне избавлен от такой проблемы.
Хочу попробовать применить ее в роли АЦП, но это будет,наверное совсем другой RLC-2.