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[参考译文] RM48L952:ADC 自检外部电容器放电

Guru**** 2868720 points

Other Parts Discussed in Thread: RM48L952

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/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/1634497/rm48l952-adc-self-test-external-capacitor-discharging

部件号: RM48L952

您好:

我正在使用 RM48 的 ADC 自检模式来确定 ADC 通道条件、例如开路、短路到 adRefHI/adRefLo。 在观察到传感器读数中存在大量噪声后、我们在 ADC 输入端使用 RC 滤波器进行滤波。 滤波器在输入端包括~6uF 的电容、这似乎会导致自检出现问题、因为外部电容器的放电速度不够快。 这将导致读取 Vd 和 Vu、在开路情况下与 Vn 值非常相似。

我们使用具有较长采样时间的外部电容器放电设置。 我们还尝试了调整 ADCLK、以便支持更长的采样时间/外部电容器放电周期。 我们似乎无法在限制范围(具有最大采样时间预分频器和外部放电预分频器的最慢 ADCLK 周期)内适当调整设置、并且希望在可能的情况下不要更改滤波器。

在自检测量之前、是否可以在用户定义的时间段内切换由 ADC 自检模式使用的内部 5k / 7k 电阻器? 例如、是否可以将“ADC_CALCR_self_TEST_VAL | ADC_CALCR_HILO_VAL“写入 CALCR 寄存器、然后等待 20ms、然后通过应用引起的延迟开始自检测量? 或者、是唯一通过使用放电外部电容设置来实现这一点的机制吗? 是否有其他方法可以引起长时间的外部电容放电 (~20ms)?

感谢您的帮助、
Tyler

  • 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。

    尊敬的 Tyler:

    RM48L952 的技术参考手册未明确记录内部自检电阻器 (R1/R2) 是否可以独立于自动自检转换序列通过 CALCR 寄存器写入来手动连接。 可用材料中也没有完全说明最慢 ADCLK 预分频器和最大放电预分频器可实现的确切最大放电时间。 以下详细信息基于 TI 文档中的最佳可用信息以及有关此确切器件的密切相关的 E2E 主题。


    直接回答

    RM48L952 上的 5kΩ 自 7kΩ 检架构没有提供书面记录的机制、可在自检测量之前的用户定义时间段内预接通内部 ADC/ADC 电阻器。 自检在测试的充电/放电周期内、在内部将这些电阻连接到 ADC 引脚、但此开关连接到自检转换序列本身、不能独立控制[1]。

    您建议的写入ADC_CALCR_SELF_TEST_VAL | ADC_CALCR_HILO_VAL CALCR 并在开始测量之前等待 20ms 的方法很有创意、但没有文档确认这一点、会使内部开关 (TRM 自检原理图中的 S1/S2) 在该延迟期间保持闭合状态。 TRM 第 19.8.2 节中描述的自检模式将电阻器连接和 ADC 采样视为单个协调序列的一部分[2][3]。

    为什么会发生这种情况

    自检的工作原理是通过内部电阻器 (R1≈5kΩ、R2≈7kΩ) 将 VREFHI 或 VREFLO 连接到 ADC 引脚、与外部电路形成一个分压器。 当外部电容为~μ F 6µF 时、通过这些内部电阻器的 RC 时间常数约为 30–42ms (5kΩ× 6µF = 30ms)。 即使在具有最大预分频器的最慢 ADCLK 下、自检的时序也无法适应这种情况。 结果是 Vu 和 Vn 收敛、产生ADC_PIN_UNDETERMINED[1]。

    您的选项

    1. 减小外部电容 —这是最可靠的途径。 自检不适用于如此大的电容。 ×讨论 200nF 电容器的 E2E 主题也表现出边际行为;6µF 大约大 30 μ F [1]。

    2. 外部放电路径 —考虑在运行自检之前添加一个模拟开关(通过 GPIO 控制)与激活的电容器并联。 这将使您能够在自己的时间上将电容器放电至已知状态、然后在之后立即运行自检。

    3. 自定义诊断例程 —您可以通过以下方式实施自己的开路/短路检测、而不是依靠内置自检:

      • 在已知工作点读取 ADC 通道
      • 与开路、高短路和低电平短路情况的预期电压范围进行比较
      • 这完全绕过自检时序限制、但需要您定义和验证您自己的诊断阈值
    4. 拆分滤波器 —在 ADC 引脚上使用较小的电容器(例如 100nF)实现自检兼容性、并将您的大部分滤波电容放在串联电阻器后面、然后再上行。 这可以保留噪声滤波、同时减少自检期间看到的有效电容。

    无法正常工作的功能

    放电外部电容 模式(TRM 第 19.8.4 节)是自检的一个独立特性—它在转换之间对内部采样电容器 (Csamp) 放电以减少串扰、而不是引脚上的外部电容器[2]。 它对您的 6µF 放电问题没有帮助。


    建议

    如果无法修改过滤器、请选择 2. (GPIO 控制的模拟开关)或可选件 3. (自定义诊断)是您最可行的固件端路径。 如果表中显示了硬件更改、则选择 4. (分离滤波器拓扑)可实现两全其美。

    我建议直接向 TI 确认您提议的 CALCR 寄存器写入方法是否对内部交换状态产生任何影响(与转换无关)—这是一个合理的假设、但未记录的行为在安全关键型环境中会带来风险。


    引言:

    1. RM48L952 SafeTI ADC 自检—TI E2E 论坛
    2. RM48x 技术参考手册 (SPNU503C)
    3. RM48x TRM - ADC 自检模式第 19.8.2 节

    此致、

    Zackary Fleenor