[参考译文] LMP91000：输出电压不符合预期

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请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/684594/lmp91000-vout-is-not-as-expected

器件型号：LMP91000

您好！

客户遇到的问题是、根据他们设置的偏置寄存器、输出电压没有变化。 I2C 功能正常。

测试程序如下：

I2C 检查可用于通信的 LMP91000。 (I2C 地址0x00)
I2C 配置的 LMP91000设置并打开 IC。

I2C 地址0x01 -解锁设置寄存器
I2C 地址0x10 -设置 TIACN
I2C 地址0x11 -设置 REFCN
I2C 地址0x12 -设置 MODECN

已尝试设置：

TIA_GAIN = 2.75KOhm、3.5KOhm、7KOhm、14KOhm、35KOhm、 120KOhm、350KOhm。

RLOAD = 10 Ω、33 Ω、50 Ω、100 Ω。

REF_SOURCE =外部、我们使用外部 Vref 作为输入

INT_Z = 20%、50%、67%

BIAS_SIGN 和 BIAS 将根据我们所需的电压进行相应更改。

根据 Dr.公式(LMP 设置 Excel 表格)、当 Vref 为1.5V 且偏置配置为1%时、我们预计从 LMP91000 Vout 获得15mV 的电压。遗憾的是、测试后的结果远低于预期值。

附加了原理图和设置文件。

谢谢。

e2e.ti.com/.../LMP-setting.xlsx

7 年多前

0 admin 7 年多前

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您好 Ikon、

对1.5V 的 Vref 施加1%的偏置电压将在 We 和 RE 端子之间的传感器上施加15mV 的偏置电压。如果传感器需要15mV 的偏置电压、则该设置正确。

从传感器的数据表中、您知道传感器运行所需的负载和偏置是多少吗？您能否分享一下这是哪种传感器？

您能否提供您使用的设置以及这些设置产生的输出值？例如、当您设置 TIA_GAIN = 350K 且 R_Load = 10欧姆等时、Vout 为50mV。

我强烈建议您查看位于网站右侧的适用于 LMP91000的 WebBench 设计工具

此工具将帮助查找预期输出所需的值。

此致、

Dan

0 admin 7 年多前

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Dan、您好！

客户无法设置 CE 和 RE 之间的电压、其目标是获得0至1伏之间的电压。

客户正在使用电压基准传感器。

谢谢。

0 admin 7 年多前

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Dan、您好！
此外、在 TIAGN 设置为默认2.75K、Rload 100R 的情况下、我通过测试获得的最高输出约为10mV。
我从数据表中了解到、偏置电压设置似乎不会从 Vref 获取100%输入。根据方框图、在输入到输出的中间有一个分压器、分压器的功能是什么？
谢谢。

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2537140 points

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您好 Ikon、

传感器应具有数据表、其中将给出所需的偏置电压和所需的欧姆负载值。这些是确保传感器正常运行所必需的。这是双导联还是三导联传感器？

您是不是说它们在 RE 和 We 之间需要0至1V 电压(这是传感器偏置电压)？当传感器检测到其目标气体时、CE 将通过 WE 和 TIA (提供输出电压)灌/拉电流。 RE 提供基准电压、不会灌/拉任何电流。

我发现此应用手册有助于解释电位器在气体传感器方面的全部功能。

下图所示的分压器将为 TIA 提供固定的失调电压。

这用于帮助最大程度地提高 LMP91000相对于将读取 VOUT 的 ADC 的响应(例如0.6V 至1.26V ADC 采样窗口)。这可以通过设置 INT_Z 寄存器来控制。当更改此值时、您应该会看到输出电压(VOUT)的直接变化。

希望这会有所帮助。

此致、

Dan

0 admin 7 年多前

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Dan、您好！

非常感谢您的回复。实际上、客户要使用的传感器是3引线电化学传感器。他们希望使用脉冲电压法读取传感器数据、在该技术中、向传感器施加阶跃电压并读取其电流。施加到传感器的电压范围为0V 至1V、阶跃增量为15mV (请参阅所附图像、了解施加到传感器的电压波形。

为此、他们设计了一个电路(如附件所示)、其中 LMP 的 Vref 来自 DAC。结合 DAC 输出和 LMP 分压器电路、我们将为传感器创建所需的电压。

在将传感器连接到 LMP 之前、他们希望确保电路能够在我们和 RE 之间产生所需的电压。为此、它们连接了两个300欧姆电阻器；一个在 WE/RE 之间、另一个在 CE/RE 之间。但是、它们无法生成所需的电压。

例如、为了向传感器施加100mV 电压、它们使用了5V 基准电压和偏置设置(Vref 的2%)。但是、我们读取的电压仅为10mV。

问题：了解 LMP 操作是否正确？换言之、是否可以通过 Vref 和偏置设置的组合在我们处创建各种电压？"

谢谢。

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2537140 points

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您好 Ikon、

感谢您的详细解释。

我可以看到导致问题的一个问题是内部零设置(INT_Z)。当我解释说 Vref 分压器为 VOUT 提供偏置电压时、我没有提到在 WI 端子(内部零)也能感受到该电压。

示例(下图)：如果 Vref 为3V、则默认的内部零为50%(INT_Z = 0x01)、因此在 RE、We 和输出(VOUT)处会感觉到1.5V。偏置电压(如果使用)将占内部零的百分比(假设为1%)、因此现在、RE 和 We 之间将存在15mV 的偏置电压(1.5V*1%)。

我建议将内部零设置为0%(接地参考、0x11)、以便获得0V 起始点。从这里、您可以使用您选择的偏置和 Vref、并且应该可以看到您之前计算出的值。请注意、这可能不适合您的 VOUT 动态范围。

希望这会有所帮助。

此致、

Dan

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2537140 points

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Dan、您好！

非常感谢您发送附加信息和图表。

为了澄清、您是否确认我们和 RE 电压的计算如下？

-我们的电压等于内部零，它是 Vref 分压器的输出：(V_we = y * Vref；其中 y=20%、50%、67%、100%)

- RE 电压等于[V_re =(1+x)* V_WE]、其中 x= 0%、 +1%、+2%、...+24%

谢谢。

0 admin 7 年多前

TI__Guru**** 2537140 points

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Dan、您好！

在我使用不同的设置进行多次测试后、我无法获得预期的数字。

VREF = 2.7V

RE 被探测到正极端子电压表。

我们被探测到负极端电压表。

根据您的解释、Vref = 2.7V、INT_Z = 50%、BIAS = 1%、从 RE 到的输出预计为13.5mV。不幸的是、我只得到0.3mV。

以下是 LMP91000设置和输出：

TIACN (0x10)- 0b00000111

TIA_GAIN = 2.7K

RLOAD = 100R

MODECN (0x12)- 0b00000011

FET_SHORT =禁用

OP_MODE = 3引线电流测量单元

REFCN (0x11)- 0b1000001

INT_Z = 20%

1%偏置

我们、RE = 0V

REFCN (0x11)- 0b10010

INT_Z = 20%

2%偏置

我们、RE = 0V

REFCN (0x11)- 0b10011

INT_Z = 20%

4%偏置

我们、RE = 0V

REFCN (0x11)- 0b10010100

INT_Z = 20%

6%偏置

我们、RE = 0V

TIACN (0x10)- 0b00000111

TIA_GAIN = 2.7K

RLOAD = 100R

MODECN (0x12)- 0b00000011

FET_SHORT =禁用

OP_MODE = 3引线电流测量单元

REFCN (0x11)- 0b10110001

INT_Z = 50%

1%偏置

我们、RE = 0.3mV

REFCN (0x11)- 0b10110010

INT_Z = 50%

2%偏置

我们、RE = 0.3mV

REFCN (0x11)- 0b10110011

INT_Z = 50%

4%偏置

我们、RE = 0.3mV

REFCN (0x11)- 0b10110100

INT_Z = 50%

6%偏置

我们、RE = 0.3mV

MODECN (0x12)- 0b00000011

FET_SHORT =禁用

OP_MODE = 3引线电流测量单元

REFCN (0x11)- 0b11010001

INT_Z = 67%

1%偏置

We、RE = 0.6mV

REFCN (0x11)- 0b11010010

INT_Z = 67%

2%偏置

We、RE = 0.6mV

REFCN (0x11)- 0b11010011

INT_Z = 67%

4%偏置

We、RE = 0.6mV

REFCN (0x11)- 0b11010100

INT_Z = 67%

6%偏置

We、RE = 0.6mV

MODECN (0x12)- 0b00000011

FET_SHORT =禁用

OP_MODE = 3引线电流测量单元

REFCN (0x11)- 0b11110001

INT_Z =绕过内部零电路(仅在 O2接地参考测量中)

1%偏置

我们、RE = 0.9mV

REFCN (0x11)- 0b11110010

INT_Z =绕过内部零电路(仅在 O2接地参考测量中)

2%偏置

我们、RE = 0.9mV

REFCN (0x11)- 0b11110011

INT_Z =绕过内部零电路(仅在 O2接地参考测量中)

4%偏置

我们、RE = 0.9mV

REFCN (0x11)- 0b11110100

INT_Z =绕过内部零电路(仅在 O2接地参考测量中)

6%偏置

我们、RE = 0.9mV

在探测到我们的 RE 之前、是否需要添加任何负载？

谢谢。

0 admin 7 年多前

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您好 Ikon、

进行这些测量时、传感器是否已连接？您是否已验证是否存在内部零电压(测量 RE 或相对于接地)？

当测量中存在偏置电压时、偏置电压不会随偏置设置的变化而变化。我将进一步对此进行研究。

您使用什么测量探针的阻抗？

此致、

Dan

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