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[参考译文] ADS1262:测量信号上的充电/放电行为

Guru**** 2394305 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1262

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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/580883/ads1262-charging-discharging-behaviour-on-measured-signal

部件号:ADS1262

您好,

我正在使用双脚Wheatstone桥,根据ADS1262设计温度传感器。  我将输入电源(~+4.7V)用于DVDD,AVDD和Vref (Wheatstone源电压)。  我在数字和模拟电源引脚上有不同的去耦帽(都是1U)。  Vref+为AIN0,Vref-为AIN1,Vin+为AIN2,Vin-为AIN3。  我在Vin和Vref输入之间的上放置了1U X2Y帽。  所有其他输入均未使用,并对REFOUT短路。  我正在使用内部振荡器。  我在CAPP和CAPN之间使用4.7nF C0G盖。  我正在使用SPI通信,与CS,SCLK,DIN和DOUT/DRDY直列的47R电阻器进行通信。  通过47R将启动保持在DVDD上。  RESET/PWDN已连接到DVDD。  我有一个从旁路到GND的1U盖。  我有一个两层板,整个第二层是GND。

我正在使用相同的SPI总线与3个此类电路通信。

寄存器设置为:

电源:0x10。 内部参考已禁用。

接口:0x04。 状态字节已启用,校验和位已禁用。

MODE0:0x00。 连续转换,禁用切碎,无延迟。

模式1:0x80。  FIR过滤器

模式2:0x81。  绕过PGA,增益1,5 Sa/s

INPMUX:0x23。 VIN+:AIN2,VIN-:AIN3

IDACMUX:0xBB。 IDAC1,IDAC2无连接。

IDACMAG:0x00。 IDAC1,IDAC2关闭。

REFMUX:0x09。 VrefP:AIN0,VrefN:AIN1。

TDACP:0x00。 无连接。

TDACN:0x00。 无连接。

GPIOCON:0x00。 未连接。

GPIODAT:0x00。 输出(默认)。

 

对于我的测试实验(收集所附数据),我用精密电阻器(8k,+/- 0.01 % ,+/-0.2ppm/°C)替换了温度感应元件。  我的固定支脚电阻器为8.2k (+/-10ppm/ 0.1 %°C)。  目标是确定我电路的噪声基线。  我通过轮询RDATA1命令读取数据,每~0.236秒(速率大约为4.2Hz,所以我不是很容易获得全部5个样本,但是状态字节表示数据是新的)。  我看到定期充电和放电的时间常数为~1小时(4102s)。  此充电量为~20uV。  它看起来非常像某种R/L或RC周期性事件,但我无法识别刺激(必须是某种平方激励)。  

请帮助!!

 

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    您好,Neal,

    欢迎来到TI E2E论坛!

    如果我正确地理解了您的电路配置,那么您正在测量桥接器的比率(VREF用于激发桥接器),对吗?

    您的输入端是否有任何其他组件(保护二极管等)可能与它们相关的泄漏电流。?

    我最喜欢的是PGA旁路设置。 共模电压是否过于接近需要绕过它的ADC电源轨之一? 当等效输入阻抗约为8.1 kOhm时,它只需要将偏置(或泄漏)电流的变化约为2.5 nA,即可在电压测量中引起20 uv的变化。 通过启用PGA,您将显著降低ADC的输入偏置电流,并可能解决此问题。

    在我看来,最可能的原因是差分输入偏置电流随时间和/或温度而漂移。

    此致,
    Chris
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    您好Chris,

    感谢您的回复!  

    否,输入上没有任何组件(所述除外)。  无二极管或其它。

    我想在绕过设置中使用PGA,以便获得最大温度范围。  今晚我将重做实验,将其设为1以验证这一假设。  请您引导我进入描述输入偏置电流关系的部分吗?

    对我来说,它真的好像有某种已经设置的功率/去耦/共振或反馈模式。  波形看起来像对某些步进刺激的典型充电/放电响应。  不确定每小时左右会产生什么刺激/步进阈值...  我最初怀疑电阻器的温度导致了某些漂移,但鉴于指定的漂移值,这似乎是一个拉伸...

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    抱歉-除了我之前的回答:是的,我正在比率测量桥。 Vref (理想情况下为+5V)用于激励桥接器。
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    没有乐趣。  进行了类似的实验,我将增益设置为1,但启用了PGA,并将增益设置为4 (显然启用了PGA)。  它似乎改变了时间常数,但也许令人惊讶的是,增益=1 PGA启用与禁用情况之间振荡的峰值2峰值幅度。  当增益设置为4时,峰值2的峰值振荡幅度会略微减小。  对我来说,这确实是一种正在设置的反馈。  也许是一个供应或供应脱钩问题。  我应该提到,我尚未执行校准,因为我假定校准只是零位和一阶调整,不会影响瞬态,周期性的效果,如我们所看到的效果。  我可以给您发送布局/电路图吗?  我希望那里有一些愚蠢的错误...

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    您好,Neal,

    有关输入偏置电流规格,请查看第8页上的"ADC1模拟输入"部分,以及从第16页开始的图25至30。 您会注意到,图25和26显示了绕过PGA时更大的偏置电流。

    感谢您在启用PGA的情况下再次尝试测试! 我曾认为输入偏置电流最有可能是20 UV偏移的原因,但如果你在启用PGA后仍能看到它,那么我倾向于寻找其他外部原因。 我也同意您的观点,校准不会改变这种行为,它只会帮助删除初始偏移。

    很高兴看到您的布局,请随时通过pa_deltasigma_apps@ti.com发送给我

    我还有其他几个问题:  

    • 您是否尝试过清洁电路板? 在以下情况下,我们已经看到焊剂残留物会导致奇怪的偏移漂移:

     

    • 您的电阻器桥接在与ADC相同的板上,还是通过长线连接到ADC? 长电线可充当天线并接收环境噪音或信号。
       
    • 什么是为您提供的5V参考? 它是否稳定? 由于您已经按比例配置了测量,我希望您的电路能够完全不受参考电压的任何变化的影响。 但是,很难在信号输入和参考输入之间获得100 % 匹配,因此参考电压的变化仍可能对测量产生小影响。

    其他一些故障排除方法...

    • 作为健全性检查,您可以将输入短接在一起(将两个输入连接到桥的一侧)并测量随时间推移的偏移。 如果偏移稳定,则您知道定期偏移是ADC外部的实际信号。  

    • 您也可以尝试拆下X2Y盖,以排除它们可能导致泄漏电流。 可能在焊接过程中损坏了它们。

    • 如果您有一个较大的ESD袋,您可以尝试将电路放入袋子中并将其关闭(尽可能)。 该气囊可以将电路与气流隔离,如果您将气囊接地,它也会像Faraday笼一样工作。

     

    此致,
    Chris

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    您好Chris,

    非常感谢您提出的富有洞察力的建议。  我已将原理图和电路板布局发送给您,如果您需要其他信息,请告诉我。  关于您的建议:

    我们在焊接后用酒精擦拭板,它们在显微镜下看起来非常干净。  我会再去一次,只是为了确定。

    -整个ADC电路位于同一PCB上,具有相同的接地平面。

    - 5V参考存在问题。  我认为,既然这是一种比率式的配置,我会获得一些豁免,但也许不会。  我自己在想这件事,所以我进行了以下实验:如前 所述,带有固定电阻器的传感器与其他两个传感器在同一SPI总线上(相同的,除了它们有热敏电阻而不是固定精密电阻器。 顺便提一下,它们也呈现出几乎相同的波动,只是幅度更大。)  我配置了这些额外的传感器,以便一个读取模拟电压,另一个读取数字电压(相对于每个传感器的内部参考)。  我附上了所产生的数字。  请注意,此测试同时运行。  传感器1上测得的振荡与传感器2和3的模拟和数字电压分别测得的电压漂移之间无疑有一定的相关性,但我很难知道可以接受多少源漂移....

    -对输入短路似乎是一个出色的测试。  我应该如何才能最好地做到这一点?  是否有办法通过设置MUX在芯片内部执行此操作?

    好主意。  计划开始拆除盖子并重新测试。  将执行并发送数据。

    好主意。  会的。

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    您好,Neal,

    我回复了您的电子邮件,并对布局提出了一些意见。

    非常有趣的是,您看到其他传感器存在类似的问题...您是否也对其他主板使用相同的电源/参考电压?


    对于短路输入测试,您只需配置INPMUX寄存器,以便为MUXP和MUXN字段选择相同的输入...

    ...对于内部短路,我会选择AINCOM作为MUXP和MUXN的输入,并且我会启用AINCOM (VBIAS)上的电平转换器,这样您就可以获得正确的输入共模电压。

    ...对于外部短路,只需选择桥的一侧即可。 例如,将MUXP和MUXN连接到AIN1。


    此致,
    Chris