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[参考译文] ADS114S08:读取功率计的设计帮助

Guru**** 2390735 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS22946
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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1017387/ads114s08-design-help-for-reading-poteniometer-s

器件型号:ADS114S08
主题中讨论的其他器件:TPS22946

大家好、这里是系统的快速概览。

我正在设计电位器读数的电池供电原型。 该器件在 LCD 中显示电位计雨刮器比率值、并在超时后进入睡眠状态、以延长电池寿命。

电位器距离 ADC 输入引脚约50-100m。 1-10个电位计之间的任何位置都可以连接到 ADC。 它们是10K 电位器。 我已经在电位计的励磁和接地端子之间配置了2个输入作为引线、以作为差分输入进行测量。 10个通道被读取为单端通道。

电位计将以3.3V 的电压激励、而同样的3.3V 电压也用作基准输入 REF0以进行比例式测量。

1) SPI 通信:原理图是否正确(根据数据表)、或者我们是否还需要将 RESET 引脚连接到具有10K POT 的3.3V 电压? 我希望微控制器能够在出现任何问题时复位 ADC。

2)短路:我想在电位计激励和 GND 之间提供一些短路保护和检测。 由于励磁和 GND 之间的有效电阻可以在1KOhms (连接了10个 POT)到10KOhms (连接了1POT)之间的任意值、我认为最大电流消耗应该介于3.3mA - 0.33mA 之间。

我想实现一个开关激励源(3.3V_激励)、首先我们检查短路、然后才为电位计提供激励。 这是为了保护电路并通过防止不必要的电流消耗来优化电池寿命。

我发现 TPS22946是具有故障检测和关断选项的最小开关(适用于未连接电位计且器件处于睡眠模式的情况)。 我想用它来防止和检测短路(即当电流超过30mA 限制时)。 但是、我的最大电流消耗不应超过3.3mA、因此任何大于该值的电流都是误差条件。 他的回答是否正确? 您是否可以推荐符合我要求的任何类似器件/开关? 这是正确的方法。
此外、我还发现了该 ADC 的烧毁检测功能、但数据表指出、使用此功能很难检测电缆短路。 我也没有找到多少关于如何实现此功能的信息、尤其是在我的情况下。

3) 3)雨刮器移动速度不会太快。 我可以获得5-20SPS 的采样率、并在 LCD 中显示读数的平均值。 我应该使用哪种采样来获得最佳的噪声抑制? 在我的案例中提供有关输入保护的任何提示。 我想用 TVS 二极管(3.3V/5V)保护电位计的所有14个 I/O 引脚。 对标准保护系统有什么建议?

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    您好、Jeevan、

    欢迎来到 E2E 论坛!  您提出的建议与电压激励的双线 RTD 或热敏电阻测量电路非常相似。  我建议提供以下信息:

    我想、由于电缆长度的原因、最终您将需要克服很多问题、包括电缆阻抗、RFI/EMI 和电源线周期噪声。 当雨刮器接近 AGND 时、克服噪声将变得越来越困难。

    以下是我对您问题的其他回答:

    "1) SPI 通信:原理图是否正确(根据数据表)、或者我们是否还需要将 RESET 引脚连接到具有10K POT 的3.3V 电压? 我希望微控制器能够在出现任何问题时复位 ADC。 [BOB]我建议使用弱上拉电阻器(10k 至100k)将 RESET 引脚拉至高电平、并在需要时使用该微控制器将引脚拉至低电平。

    2)短路:我想在电位计激励和 GND 之间提供一些短路保护和检测。 由于励磁和 GND 之间的有效电阻可以在1KOhms (连接了10个 POT)到10KOhms (连接了1POT)之间的任意值、我认为最大电流消耗应该介于3.3mA - 0.33mA 之间。

    我想实现一个开关激励源(3.3V_激励)、首先我们检查短路、然后才为电位计提供激励。 这是为了保护电路并通过防止不必要的电流消耗来优化电池寿命。

    我发现 TPS22946是具有故障检测和关断选项的最小开关(适用于未连接电位计且器件处于睡眠模式的情况)。 我想用它来防止和检测短路(即当电流超过30mA 限制时)。 但是、我的最大电流消耗不应超过3.3mA、因此任何大于该值的电流都是误差条件。 他的回答是否正确? 您是否可以推荐符合我要求的任何类似器件/开关? 这是正确的方法。
    此外、我还发现了该 ADC 的烧毁检测功能、但数据表指出、使用此功能很难检测电缆短路。 我也没有找到多少关于如何实现此功能的信息、尤其是在我的情况下。 [BOB]查看我之前提供的材料、了解所述的方法之一是否适合您。

    3) 3)雨刮器移动速度不会太快。 我可以获得5-20SPS 的采样率、并在 LCD 中显示读数的平均值。 我应该使用哪种采样来获得最佳的噪声抑制? 在我的案例中提供有关输入保护的任何提示。 我想用 TVS 二极管(3.3V/5V)保护电位计的所有14个 I/O 引脚。 对标准保护系统有什么建议? [BOB]数据速率越低、输入参考噪声越低。  请参阅器件数据表中的噪声表。  最好使用 RC 滤波器作为抗混叠滤波器以及 ADC 模拟输入的电流限制。  TVS 二极管是一个好主意、但是您还必须确保不超过 ADC 的绝对最大额定值。  除了 TVS 二极管、您可能还需要添加其他滤波功能、例如铁氧体。  输入保护的设计应基于系统运行的预期条件。  您可能需要使用屏蔽电缆、并且屏蔽层应正确端接。"

    此致、

    Bob B