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[参考译文] PGA309EVM-USB：PGA309-XTR117 2WIRE 输出电压问题

admin
Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: XTR117, PGA309, PGA309EVM-USB

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/1301690/pga309evm-usb-pga309-xtr117-2wire-output-voltage-problem

器件型号：PGA309EVM-USB
主题中讨论的其他器件：PGA309、XTR117、

您好！

我使用 PGA309和 XTR117对图2中的电路板进行了设计。 我 使用 PGA309EVM-USB DAQ 平台校准了电路板。 我在校准时使用内电阻为1k Ω 的应变仪。 校准没有问题。 当我从 DAQ 平台断开电路板并使用外部12V 为其馈电时、我会得到一个开关式输出、如图1所示。 输出端的负载电阻值为220欧姆。 同样、xtr117的 Vreg 输出具有一个与图3类似的开关。 问题从何而来？ 如何解决该问题？

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    TI__Guru**** 2392905 points
    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。

    Mehmet,

    1. 校准后、您能够显示 PGA309"Auto-cal"标签的屏幕快照吗？  这将帮助我了解校准是如何进行的。  
    2. 对于"负载电阻"、您是否意味着电流环路输出串联了一个220欧姆的电阻器？
    3. 其中、连接示波器上的接地引线。  您需要小心确保12V 电源未以任何方式连接到 XTR117上的 I_RETURN。  只要接地未连接到其他系统接地、就可以将示波器接地直接连接到 I_RETURN。
    4. 我假设您展示的图片是220欧姆电流感应电阻两端的电压。  您是否可以测量 Vout、Vexc、Vref 和 Vreg？  执行这些相对于 I_return 的测量。
    5. 如果校准有效、您在从 USB-DAQ 断开器件之前可以测试输出吗？  如果器件如图所示运行、则校准不应起作用、因此我想看看器件在校准结束时是否以这种方式运行。  如果在校准结束时连接到 USB-DAQ、看起来正常、那么 电源连接可能存在问题。
    6. 原理图未显示 EEPROM。  此为操作所必需。  我想这是原理图中未显示的部分、但我想确认一下。

    我希望我们能够尽快解决您的问题。   

    此致、艺术

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    TI__Guru**** 2392905 points
    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。

    您好！

    首先感谢您的帮助。

    1. 我已添加"自动校准选项卡"、请参阅随附的屏幕截图。
    2. 对于"负载电阻"、我是说电流环路串联了220欧姆的电阻器。 我这里用4 -20 mA 至0-5V 转换器来实现 MCU ADC 输入。 此电路是简单的缓冲器。 我附上了该电路的示意图(4-20mA_Buffer 屏幕截图)。
    3. 我的传感器处理电路板不同于 MCU 电路板。 12V 电源未以任何方式连接到 I Return。 请参阅随附的"PCB589V1" pdf。
    4. 有关测量、请参阅随附的屏幕截图："+LOOP 和 IRET"(表示环路输出电压)、"Vexc 和 IRET"(表示 Vexc)、"Vout 和 IRET"(表示 PGA309输出电压)、"Vreg 和 IRET"(表示 Vref)、Vref 和 IRET"(表示内部 Vref 4.096V)
    5. 当我使用 USB-DAQ 测试传感器板时、我使用 Vdut 和 GND 引脚作为电源。 当我以这种方式进行连接时、我不能通过 XTR117供电。 在最小和最大负载下、Vout 测量如所示、请参阅所附的屏幕截图("minLoad"和"maxLoad")
    6. 我附上了传感器板的最后一份原理图。 请参阅"PCB589V1" pdf。

     我的 USB-DAQ 和传感器板连接。 我已经为 PROG 引脚使用了额外的10k 欧姆上拉电阻器。 您能否确认此连接？

    USB-DAQ (J3)

    传感器板

    USB-DAQ (J4)

    传感器板

    5 (ads1 Vin+)

    输出电压

    2 (CTRL1)

    测试

    6 (ads1 Vin-)

    GND (IRET)

    10 (MEAS1)

    测试

    11 (单线)

    PRG

     

     

    17 (Vdut)

    VREG

     

     

    21 (GND)

    IRET

     

     

    e2e.ti.com/.../PCB589V1.pdf

    此致

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    TI__Guru**** 2392905 points
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    Mehmet,

    感谢您提供详细信息和问题答案。

    1. 我建议您校准您的传感器板、包括 XTR。  也就是说、应用您的环路电源为整个系统供电并校准输出电流。  我今天不在实验室里。  明天、我将编写一个分步操作流程、说明如何执行此操作。   在这个 Manor 中进行校准的一个优势 是 XTR 的增益和偏移误差也 与系统一起校准。  在任何情况下、您的方法都应该起作用、但您可能在 XTR 中遇到了一些未予考虑的额外误差。
    2. 您的所有示波器图像都不包含任何指示正在测量的内容的标签。  不过、它们都看起来具有相当显著的信号。  PGA309的输出会有一些噪音(参见 sboa110a )。  这种噪声的振幅可能相当大、但我认为它可能没有您显示的大。  此外、滤波可以更大限度地减少这种噪声、并且您在 PGA 输出上具有良好的滤波器。  我只提到这一点、因为我不想排除任何可能性。   此噪声的基频为7kHz。  在其中一个图表上、我想我可以读取132Hz (这大大低于7kHz 斩波斩波频率)。
    3. 我检查了您的连接列表。  看起来是正确的。
    4. 看看 MCP6001。  我认为这是将4mA 转换为20mA 为微控制器的电压。  R37是否已组装？  我想这是用作绕过放大器的选项。  在任何情况下、作为测试、您可能需要从该放大器上移除滤波电容器。  C29 x R36可能是稳定性问题。  通常、您不希望将电容直接连接到放大器的输出端。  对于大多数放大器、放大器输出和电容器之间1k 的隔离电阻足以防止稳定性问题、但某些放大器需要更大的隔离电阻。  我真的不认为这是问题,但最好是肯定和简单的测试.
    5. 我强烈怀疑微控制器电路板或电源上的某些部件导致了此问题。  您是否能够使用9V 电池为整个传感器模块供电？  未连接到 USB-DAQ 或您的微控制器电路板。  基本上、您的传感器模块是悬空的、并且由电池供电。  一旦模块处于此状态、您就可以使用悬空 DMM 读取输出。  您还应该能够使用示波器测量输出。  请参见下方的。
    6. 我真的觉得您的设计或方法中没有任何重大问题。  您的校准结果(截屏)似乎合理。  我将在实验中执行此类测试、并逐步将我的工作记录下来、因此这可能会帮助您找到问题。  很抱歉与此问题有关的问题。

    此致、艺术

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    TI__Guru**** 2392905 points
    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。

    您好！

    1. 我已经通过 USB-DAQ 校准了我的传感器板、包括 XTR117。 我使用您的"6082.Calibration = USB_DAQ + PGA309EVM_updated.pt"文档进行连接。 校准步骤正常、没有错误、但没有变化。 我发送您之前的问题继续。
    2. 在与 您联系之前、我已经阅读了 sboa110a "PGA309噪声滤波"文档。 我已经更改了与噪声滤波相关的传感器板设计文档、但没有任何变化。 我也测试了不同的变体。 我已将我的屏幕截图图像标记为名称前一条消息、如果看到、请下载图像、抱歉。
    3. 我用电池为传感器模块供电、但没有变化。 信号的波动与受电电源相同。
    4. 我已经使用100欧姆的负载电阻测试了我的传感器模块(无 USB-DAC 连接、无微控制器连接、仅传感器模块、100欧姆的分辨率。 和电源的要求、如您的电路图)。 未进行任何更改、请参阅随附的屏幕截图。
    5. 无负荷时 Vreg 输出4,74V 传感器,Vreg 输出4,63V(波动太多)传感器在最大负荷时 Ireg 5, 28 mA ,这些值是否正常? 实际上我增加了额外的电阻器传感器电源(在 SENSOR-Vexc 和 SENSOR-IRET 之间),以降低 Vreg 电流,但没有任何变化。

    此致。

    最大负载下的+Vloop 和-Vloop 传感器

    无负载条件下的+Vloop 和-Vloop 传感器

    电源输出

    最大负载下的 VREG-IRET 传感器

    空载时的 VREG-IRET 传感器

    +Vloop-IRET

    VOUT-IRET

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    TI__Guru**** 2392905 points
    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。

    Mehmet,

    XTR117是一款环路供电式传感器。  因此、Ireg 来自回路电流。  为了实现4mA 到20mA 的输出电流、Ireg 需要小于4mA。  XTR117 在整个温度范围内的最大静态电流为0.25mA、因此最大 Ireg 电流实际上为4mA - 0.25mA = 4.75mA。  当然、最好具有裕度、因此设计应以较低的 Ireg 电流为目标、以实现稳健性。  此外、大多数电流环路设计都具有小于4mA 的低于量程范围、因此、要实现低于量程、您需要更低的 Ireg 电流。

    对于您的电路、电桥传感器阻抗是多少？  电桥传感器是否会消耗大量电流？  PGA309消耗最大的1.6mA 静态电流。  会有一些输出电流通过 R21和 R23流入 XTR117、但这非常小。  因此、如果 IREG 电流为5.28mA、这可能是传感器造成的。  如果传感器阻抗较低、则可以降低 Vexc 和/或增加串联电阻。  这将减少输出信号、您必须增大 PGA 增益以适应 该变化。

    XTR117中的图5-4显示了 REG 输出电压与电流间的关系。  该曲线仅显示最大4mA Ireg 电流的原因是、电流环路应用对于较高的 Ireg 电流(即无法得到4mA)并不实用。  在4mA 下、典型 Vreg 输出为4.8V。  REG 输出甚至更低、这使我想知道您实际消耗的电流是否超出您的想象。

    我不确定重负载电流是否是 输出振荡的原因、但电流肯定是 一个问题。  请尝试找出产生高电流的原因。  如果传感器不是低阻抗、则可能存在其他接线 误差。  我在您的原理图中没有看到任何明显的问题。  您是否有多个原型？  您是否遇到焊接问题或器件损坏？

    此致、 艺术