Drøfting av tilpasning, underlaget og samspill

2.2.4.1 Especificações

Dentre as especificações definidas no item 2.2.1, existem três itens a serem considerados quando uma referência de tensão é selecionada para aplicações com uma resolução maior ou igual a 16.bits:

a. Exatidão inicial da tensão de saída

Em uma referência, a exatidão inicial da tensão de saída gera uma parcela do desvio de fundo de escala. A escolha de uma referência com uma elevada exatidão inicial minimiza erros no valor da tensão de saída e uma seqüência de calibração que corrija os desvios de fundo de escala é sempre recomendada.

b. Coeficiente da tensão de saída

O coeficiente de temperatura de uma referência não afeta apenas o desvio de fundo de escala, mas também os índices de não linearidade diferencial e integral (DNL e INL). Se a referência é escolhida com perdas relacionadas ao coeficiente de temperatura, a tensão de saída do DAC será muito dependente da temperatura ambiente. A minimização da incerteza devida ao coeficiente de temperatura da referência também pode ser feita através do controle rígido da temperatura ambiente em que se encontra o circuito para reduzir os gradientes de temperatura.

c. Ruído da tensão de saída

Quando a conversão analógica para digital requer uma resolução igual ou superior a 16 bits, o ruído da tensão de saída da referência pode contribuir de forma pronunciada para o ruído de fundo de escala do sistema. Isto pode degradar a faixa dinâmica e a relação sinal ruído do mesmo. Desta forma, o ruído de saída de uma referencia deve ser inferior à amplitude de tensão relativa ao bit LSB da aplicação na região de 0,1 a 10 Hz [25]. A redução do ruído de saída de uma referência de tensão pode ser obtida pela inserção de um capacitor de filtragem na saída deste circuito. Os valores de capacitância e as respectivas faixas de freqüência são mostrados na Tabela 2.8.

Tabela 2&8 – Valores dos elementos de filtragem e as respectivas faixas de freqüência para uma fonte de referência [7]

Faixa de ruído de saída Elemento de filtragem associados à saída do circuito

10 kHz a 1.0 MHz Capacitor de 0,001 VF

1KHz a 100 kHz Capacitor de 0,1 VF

Revisão Bibliográfica 30

d. Incerteza Total

É importante avaliar se a estabilidade e a incerteza definidas em uma aplicação pode ser atingida na implementação proposta e definir os pontos críticos de projeto. Assumindo em uma primeira estimativa os dados de especificação definidos pelo fabricante, pode.se estimar a exatidão dos circuitos propostos. De forma simplificada, os dados a serem avaliados são os [15]:

I1 . Exatidão Inicial;

I2 . Coeficiente de temperatura;

I3 . Ruído (0,1 Hz a 10 Hz);

I4 . Estabilidade de longo prazo;

I5 . Desvio de off.set;

I6 – Histerese térmica;

A faixa de temperatura ∆T e a tensão de saída Vout são parâmetros que definem as condições de contorno do sistema. A incerteza total pode ser definida pela equação 2.16 [3].

(

)

(

)

(

2

)

6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 total

.

I

=

I

+

I

T

+

I

+I

+

I

⋅

T

+I

2&16

A calibração de um sistema pode minimizar os efeitos do coeficiente de temperatura e erros de iniciais, e freqüentes calibrações podem corrigir os efeitos provocados por desvios de tensão de longa duração e histerese [19]. A calibração inicial de um sistema pode minimizar e até mesmo remover os efeitos dos termos I1, I2 e I5, mas apenas freqüentes calibrações podem corrigir os

efeitos provocados pelos termos I4 e I6. Outro procedimento para reduzir os efeitos dos termos da

equação 2.16 é a redução da faixa de temperatura de operação do sistema pelo controle térmico. O efeito dos termos I2 e I5, que são dependentes da temperatura, são minimizados quando GT é

limitado. Outros erros tais como erro de regulação de linha e regulação de carga podem ser adicionados à equação 2.16. Da mesma forma, termos podem ser retirados através de procedimentos de calibração inicial ou por procedimentos periódicos de calibração. Procedimentos de aquecimento (“warm:up”) para a estabilização térmica e ajuste de zero da escala de saída do padrão devem ser estabelecidos para manter a estabilidade do equipamento ao longo da sua vida útil.

2.2.4.2 Desvios de tensão em circuitos de referência de tensão

Medidas de desvio de tensão ao longo de grandes intervalos de tempo podem ser realizadas em circuitos rotineiramente construídos no mundo real. A partir da soldagem de componentes em placas de circuito impresso e operação em temperatura controlada de 30 ºC, suas saídas são medidas com um voltímetro digital de precisão (6,5 dígitos). Estes valores obtidos podem ser pronunciadamente maiores que os valores apresentados nas folhas de dados. Os valores esperados podem atingir valores de até 150

ppm /

kH

.

Um modo de reduzir este desvio de tensão é realizar um pré.condicionamento da placa de circuito impresso após a soldagem do circuito integrado de referência de tensão. Os desvios iniciais podem ser reduzidos e estabilizados a partir do controle de temperatura do ambiente de operação da placa em aproximadamente 25 ºC, podendo utilizar.se temperaturas mais elevadas. Este “burn:in” da placa de circuito impresso a elevadas temperaturas (de até 125 °C) elimina as variações de tensão de saída ao longo das primeiras centenas de horas de funcionamento. Outras variações ocorrem depois de um intervalo de operação superior a 1000 horas e tendem a ser menores que os valores iniciais verificados. Por causa desta tendência de redução, o desvio de tensão ao longo de grandes intervalos de tempo de operação tem como unidade de medida o

ppm /

kH

.

In document Fysioterapibehandling av knekontroll i gange hos pasienter med hjerneslag i platåfase – ”På platåer er det fjelltopper” (sider 39-44)