[参考译文] PGA308：偏移问题-需要建议

您好、Ky、  

感谢您在 e2e 上发帖。 我正在处理这个线程、并在最后完成了与 PGA308相关的计算。 完成后会将线程责任转移给 ADC 团队。  

祝你一切顺利！
Carolina  

您好、Ky、  

我很难直观地显示连接、它与用户指南中提供的连接类似吗？  

如果没有、连接到每个桥臂是什么意思？ 是否有您可以分享的原理图或方框图？ 您是否正在使用 EVM？

Unknown 说：

这可能是因为我们使用的应变仪范围非常小。   VS 为4.096V、电桥上的高-低差值约为+/- 4mV 至7mV、具体取决于产品配置。 增益通常在2000-3000范围内。

我认为 PGA308可以处理这个问题、应变仪的电阻是多少？ 您是否有数据表？

如果 PGA308的输出为0至4.7V、听起来输出正在饱和。 由于电桥连接到 Vs 4.096、但 PGA308输出4.7V、这是否意味着 VExcitation ≠VsupplyPGA？

祝你一切顺利！
Carolina  

我不确定它是否可以读-但是基本上是 EVM 用户手册中的逐字记录。  我正在使用 ADC 和/或 Fluke 仪表对 VFB 进行采样、并使用微控制器与 PGA308进行通信。  应变仪为5K。  我将4.096V 电压连接到电桥激励电压和 PGA308上的 VREF。  我将 XTR116的5V 电源连接到 PGA308的 VS 和 VCLAMP。 (我在原来的帖子里误传)。

如果我使用 Fluke 仪表测量 VFB、然后使用 PGA308默认设置反算电桥电压、那么、计算出的偏移和增益往往会使 PGA308饱和。  它在某些 PGA308上的工作性能优于其他 PGA308、但经常不会导致 PGA308饱和。  不过、

如果我使用 Fluke 测量电桥电压、然后再使用这些测量值来计算偏移和增益、它将按预期工作。   

我相信 PGA308能够处理这个问题、但是测量 VFB 以及使用传递函数来确定电桥电压的方法对我来说效果不是很好。   这是 预期吗？

您好、Ky、  

有意思的是、首先考虑的是 Fluke 仪表提供阻抗路径、因此意外地将 VFB 加载到其中。  

VFB 用于器件自校正的准确直流反馈路径。 由于 Fluke 仪表连接在此部分、它尝试"修复"不存在的问题、从而导致放大器过度校正和导轨。  

我在您的原理图和 EVM 之间看到的唯一区别是、VFB 处没有 CL 和 RL、因此实施了 CL 以滤除 EMI/RFI。  

我将在实验中尝试查看是否获得相同的结果。  

祝你一切顺利！
Carolina

至于负载、我使用 LCM7101运算放大器作为单位增益跟随器、以将我的 ADC 与 VFB 隔离。  我非常担心加载 问题、因此、这里是我所做的、看看这是否就是问题所在。  

我移除运算放大器来打开电路的这一部分、Fluke 的测量结果未改变。  

在将运算放大器/ADC 安装到位后、我可在使用和不使用 Fluke 的情况下从 ADC 获得相同的测量值。  

ADC 和 Fluke 上的测量值相同。  因此、我认为没有发生任何 VFB 负载。  

我曾经将滤波器作为测试添加到一块板上、但也没有任何改变。

没问题。  我将使用开漏缓冲器来组合 USART 上的 RX/TX 引脚。  (左侧的芯片是微控制器)。  我在通信方面完全没有任何问题。

您好、Ky、  

感谢您提供1W 电路、我看不出任何可能是问题的东西。  

我将在周二(星期一是美国假期)回到办公室时在实验室对其进行测试。  

同时、您是否可以使用 TI EVM？ 如果是、您能否连接到 VFB 上的传感器和 Fluke 仪表、看看它是否复制？  

您还能告诉我您是如何设置内部增益吗？ 您是否正在使用 PGA308软件？

为前端增益、粗略失调电压增益和输出增益选择哪些增益？ 器件首选使增益均匀分布。  

祝你一切顺利！
Carolina

我不使用 EVM。  我正在使用我自己的具有上述原理图的电路板。

我通过单线通信设置内部增益-使用微控制器直接写入寄存器。

上电时、我写入以下寄存器：
SFTC = 0x0050 (从 RAM 运行的单线制读取期间的1位延迟)
CFG2 = 0x0800 (立即启用 VOUT)
CFG1 = 0x0000 (出厂默认值)
CFG0 = 0x0000 (出厂默认设置、输入增益= 4.0、输出增益= 2.0、粗略失调电压= 0)
GDAC = 0x4000 (出厂默认值) gdac = 0.5
ZDAC = 0x4000 (出厂默认值) Vzdac =+1.024V (Vref = 4.096V)

然后、 在最小和最大条件下测量电桥电压(VBR = VIN1 - VIN2)和 VFB：  
VBR_MIN =-0.0056V、VFB_MIN = 0.996V
VBR_max =-0.0041V、VFB_max = 1.002V
我的目标 VOUT 最小值/最大值为0.5V 和4.5V。
我想在这里注意的是、使用用户指南3.1.1中的传递函数、计算出的 Vout (VFB)应该为(1.0016V 和1.0076V)、但是我实际上 测得的值为0.996V 和1.002V、这告诉我、传递函数未考虑到一定的偏移。  该偏移似乎因芯片而异。  我使用相同的应变仪和相同的最小/最大条件尝试了10个不同的电路板。  从设置到设置、测得的 VBR 非常一致。  在 setup 和 setup 中测得的 VOUT 差值非常一致(恰好在0.006V)、但 VOUT_min 的实际值在0.992到1.004之间变化。

如果我使用测得的 VBR、得出所需的增益为2666.667 (4.5V-0.5V)/(-0.0041V-(-0.0056V))。  使用用户指南中的表3-2、我得出输入增益为1200、输出增益为3.6、并且计算出 GDAC 为0.617284。

我将粗略失调电压设置为接近 VBR_MIN 的负值(0.00512)、并得出：
CFG0 = 6E05
GDAC = 6D09
ZDAC = 4DF0
将这些值写入 PGA 会得出新测得的 VFB 最小值/最大值为0.279V 和4.235。  这距离所需的0.5V 和4.5V 还不算太远、但还不够。

以上所有内容都是使用测量电桥电压值、我目前无法在电路中执行这些测量。  根据我读出的内容、我应该能够测量 VOUT 并使用传递函数计算电桥电压(我确实有办法从我的电路中测量 VOUT)。

采用第二种方法执行测量时、我测得的值为0.996V 和1.002V、可为我提供计算出的 VBR 为-0.0070V 和-0.0055V。
所需增益仍为2666.667。  使用表3.1仍可得到输入增益1200、输出增益3.6、计算出的 GDAC 为0.617284。
粗略失调电压现在为0.006144、可提供：
CFG0 = 6E06
GDAC = 6D09
ZDAC = 31BD
将这些值写入 PGA 后、新测得的 VFB 最小值/最大值为4.097V 和4.734V。  闹铃寄存器仍然为0x00。

我的查找/计算中是否出错？

如果不是这样、那么我 在传递函数中看不到很高的准确性-这意味着我可能无法使用 VOUT 来反算 VBR。  是否有办法解决该偏移？ 还是只关注测量实际的电桥电压？

Unknown 说：

然后、 在最低和最高条件下测量电桥电压(VBR = VIN1 - VIN2)和 VFB：  
VBR_MIN =-0.0056V、VFB_MIN = 0.996V
VBR_max =-0.0041V、VFB_max = 1.002V[/报价]

您好、Ky、  

VBR 不应为负数、其定义与您当前的测量方式向后一致。

VBR = VIN2 - VIN1 (TP4 - TP2)
如果您仍然看到具有此定义的负数、但我建议通过实现输入多路复用器来实现传感器输出极性反转以及粗略失调电压调整、请参阅图3-5作为示例。  

实施之后、您能告诉我 TP4和 TP2处的值吗？ 我预计它们会约为2.048 (~±5mV)。  

祝你一切顺利！
Carolina  

处于所需的0.5V/PGA308位置、除多路复用器位以外的所有默认4mA 增益/偏移值... 我正在 PGA308的 VIN2/TP4处测量2.0444V、并在 VIN1/TP2处测量2.0500。  VFB 处的 I 测量值为0.985。   

在另一个位置(所需的4.5V/VFB)、我得到2.0451 (20mA)  (VIN2/TP2)和2.0492V (VIN1/TP4)、VFB 处为0.994。

您能给我介绍一下偏移/增益设置吗？  我已经看过用户指南很多次了、并且对我的数学原理进行了三重检查-但肯定仍然有一些错误。

您好、Ky、  

在此过程中、感谢您的耐心等待。

即使您不使用 TI EVM、我也建议您使用产品页面上提供的软件、该软件将计算所需的失调电压和增益设置。  程序中的仿真选项卡具有 VCM 和 VDIFF 的滑块、在方框图块中选择增益和偏移。 它将计算出获得所需的 Vout/Iout：  

对于该概述场景、Vdiff 为5.6mV、VCM 为2.0472V。  

对于 VCM、程序获得的最接近值为2.045V、VDIFF 为-5.6mV。 136.619mV 的粗略失调电压可获得精确的0.5V/ 4mA 输出。 考虑到 VCM 不是2.045V、并且实际上为2.0472、此值可能必须偏移几 mV。  

对于第二种概述场景、Vdiff 为4.1mV、VCM 为2.04715V。 我还假设 TP4是 VIN2、而不是 VIN1 (以匹配最小压力情况)。  

与最小压力类似、对于 VCM、程序得到的最接近值为2.045V、VDIFF 为-4.1mV。 输入增益为400、ZDAC 为1.024、GDAC 为0.617279、输出增益为2.4时、粗略失调电压为1.025mV、可得出4.554和20.216mA。 考虑到这些数字不是精确的20mA 并且4.5V/VCM 需要一些工作、我会稍微调整一下。  

EVM 和软件的真正优点是它会自动校准、因此您只需设置传感器的失调电压(V/V)和跨度(V/V)、所需的输出和电源、程序将校准器件、以便每次都可靠地产生相同的输出。  

大多数工程师都购买了 EVM、它会使用每个传感器自动校准一次、并在终端设备中使用传感器填充已经过校准的器件。  

祝你一切顺利！
Carolina  

我已经购买了一个 EVM 板、经过校准后得到了不错的结果。

 输入测量值为4.326mV 和5.795mV
RAM 为 ZDAC：0x834、GDAC：0x72E、CFG0：0x6E84、CFG2：0x1800
输出为：0.4954和4.5804  
这些增益与我使用 sbou069b 中的过程所计算得到的结果是一致的、正如我所期望的那样。

如果我正确理解了多路复用器位、我可以反转两个电桥输入(分别测量为 ABT -4.3mV 和-5.8mV)、翻转 CFG0中的多路复用器位并获得相同的结果-不过、这不是我看到的结果。  

当我这样做时、我会得到：
测量输入为-4.324mV 和-5.793mV (似乎合理)
我在 RAM 中唯一更改的是 CFG0：0x6F84 (用于更改 MUX 位)
I 现在测量的输出为0.192V 和0.197V

我在这里遗漏了什么？

谢谢 Ashley。  我知道更好,仍然 goofed goofed。  感谢您对细节的关注。   当我反转导线并(正确)翻转多路复用器位时、得到的值确实是预期的0.5和4.5。