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嗨!
我们将一个电流源连接到两个通道、以扩展输入电流范围。 它可能不大、但如果通道共享输入电流良好、我可以将范围加倍。 如果我的数学计算正确、则在最小连续积分时间(400uS、低功耗)下的范围7 (350pC)和标称 Vref (4.096V)可提供3.6uA 的最大通道电流。 因此、如果它们共享、最大 Imax 为7.2uA。
我们使用了封装上相邻但内部使用不同 A/DS 的通道1和5。 我们使用拉电流表注入直流电流、并尝试通过多次电缆 迭代进行相当困难的测试、以控制泄漏和噪声。 DDC118在我们自己的设计板上、合理地遵循 TI 指南。
确实是相同的、但噪声上升了。 共享提供了两个通道、彼此相差5%以内、但在共享不均衡的极低电流下除外。 例如、在注入50nA 时、我们得到:
通道 平均超过50个样本 标准偏差
1 125kADU 261 ADU
1+5. 150kADU 4580 ADU
我的问题是: 为什么在共享输入时噪声会上升这么多?
噪音会破坏该方案。 数据表显示所有采样都是同时进行的、因此我们不认为开关噪声是一个问题。
提前感谢!
Paul
尊敬的 Paul:
在进入共享部分之前、我认为您的满量程电流存在误差。 350pC/400us = 0.875uA。
不确定为什么您提到 Vref、但这已经作为器件正常运行的一部分考虑在内。。
沿相同的线路、如果您在400us 期间注入50nA、则代码将为您提供~60k (在350pC 范围内)。 我不知道您是否想说您在每个输入中注入了该值、但除此之外、某些结果不匹配(您得到的值超过2倍)。
现在我们要把满量程增加一倍、这有一些问题、但我们之前已经尝试过(在 DDC232上、而不是 DDC118上)、它确实起作用(至少到我们尝试的扩展)。
一个问题是、您知道的事情并不理想。 您短接在一起的两个输入可能不完全处于相同的精确电压(输入偏置电压)。 当您将它们短接在一起时、您实际上会强制它们。 可能发生的事情之一是电流从两个输入之一流出、进入另一个输入。 如果该电流很小、它将只是一个很小的偏移。 在正方向上(流入输入的电流)、这不是问题。 您可能会得到5500 (例如)、而不是~4400 (假设这是该通道的偏移量)。 即 e、它将增加该通道的标准偏移。 但在通道输出电流时、它会使其接近于零。 只要它不饱和、你就可以... 从我们过去进行的几次测试中可以看到、但这是需要检查器件的结果。
此外、它不会饱和、这并不意味着一切都将像输入本身一样好、但我觉得可能会是这样。 之后、您可以将整个东西描述为黑盒(运行 INL 测试等)、并看到这是您所期望的... 我们永远不会这样做。 但是、无论如何、您的噪声测试是这些因素之一。
除此之外、我不能想到噪声会增加的原因、只要您干净地短接它们、所有东西都放在屏蔽盒中、等等 在执行此操作之前、您是否确保两个通道都具有低噪声? 两个通道的增益、偏移和传输特性不同、但将它们相加并在一个给定的输入电平下进行测量、基本上应该对这种影响求平均值、并为您提供具有有限噪声的单个输出(在第一个程度上、两个通道噪声的平方加)。 您是否检查了两个通道中的哪一个通道的噪声增加了? 还是两者都变得嘈杂?
此致、
教育
你好、Edu。 感谢您的快速、详细回答!
是的、我今天早上把我的 PC 和 pF 混在一起。 哎呀、抱歉! 我在计算 Q=CV 时已经有了 Q!
我发送的数据示例来自不同的设置。 集成时间为880us、而不是400us。 我忘记了这一点、但它解释了~2倍的差异。 很抱歉给您发送了一个无用的拼图。
主要问题、噪音: 所有通道都很安静。 所有通道的标准偏差在输入断开时介于3.6至5.0计数之间。 通道5的计数约为4.2。 通道1从所有电流(50nA)的标准差= 261 ADU 变为电流"一半"的2890 ADU。 当我们从悬空变为连接到 Ch1时、通道5从4.2变为3090 ADU。 之前的4580 ADU 是从 Ch1 + Ch5之和获取统计数据。 我在统计数据方面比在计算最大电流时更差,所以... 不知道如何最好地引用噪声、但我切片数据的任何方式都很糟糕! 您可以看到、Ch1和 Ch5的噪声更大。
我已经阅读了论坛之前的文章、其中介绍了 DDC232中的偏移电压-这一切都是有道理的。 正如您所说、我认为我们可以校准这个小的二阶效应。 感谢您向我们的用户提供该信息-它很有帮助! 我们还尝试使用分压器来提高范围、我们需要了解失调电压以正确调整电阻器的大小。 我假设您仍然没有特定于 DDC118的数据?
嗯、我很高兴知道您没有看到噪声增加的明显原因。 因此、我不会遗漏显而易见的东西。 但是、如果我们不知道如何缓解这种情况、我必须放弃这种想法... 再次感谢!!
Paul
尊敬的 Paul:
没有任何问题..
不过、您说的一件事仍然不匹配。 单独连接通道时、您可以从5到261进行连接。 5是我所期望的,但不是261。 您是否可以在不注入50nA 的情况下测量噪声、但将输入物理连接到您要连接的任何器件? 换句话说、将输入连接到源会增加一些电容、这会使噪声增加一个位(取决于范围和电容、DS 上有一些图、如果不是 DDC118、您可以检查较新的 DDC)。 通常、这些增量远低于261。 您可能具有的电流源本身也有噪声? 您使用什么? 最后一个选择是、您没有适当的屏蔽、并且在输入端连接一根导线会拾取周围的所有干扰/噪声... 我们确实将 EVM 放置在屏蔽盒中、因为 DDC 当然可以测量非常低的电平信号、因此任何干扰都可以。
请澄清、我们在没有短接的情况下是好的、然后我们可以更多地考虑短接、这仍然是我无法理解的原因。
BTW、使用电阻分压器是我们任务列表中的另一项尝试、但我们也没有尝试。您可能已经在 该论坛中看到了一些帖子。 也可以工作、但可能会增加更多噪声。 DS 中针对极小信号电平指定了输入失调电压(偏置)。 随着输入端的电流增大、该值会增大、因为器件的输入阻抗是有限的、而不是零。 我不记得 DDC118的任何测量结果、但您可以 在论坛中看到 DDC232的测量 结果、也可以在 DS Plots 中看到 DDC264的测量结果。 您可以从中获得指导... 此外、这是一种简单的测量方法(在更改输入电流时、只需在 DDC 输入端放置万用表探针...)
此致、
教育
再次感谢 Edu 及时提供的信息!
我们的物理设置可能不是最佳的。 我们使用 Keithley SMU、它应该是一个良好的清洁源。 源线缆是 Triax、但我必须从实验中的团队获得具体细节。 它们将中心导体和内部屏蔽层直接焊接到 DDC PCB 输入连接器(微型同轴电缆)上。 我认为三轴外护罩连接到了 PCB 保护层-但我需要进行验证。 根据我之前引用的数据集、这是我们的最后一个配置、我们认为它非常干净、在0nA 输入时、50个以上样本的标准偏差为23.8 ADU。 因此、它从打开时的~4变为连接到仅通道1时的~24。 然后在施加50nA 时高达261。 当三轴电缆同时连接到通道1和5、并且 SMU 注入0nA 时、Std Devs 分别为3390和2960。 我将尝试获取配置的照片。
当电缆仅连接到一个通道时、将我们降低到24 ADU、这种按数量级增加的噪声可能来自电缆完整性、这似乎很奇怪。 但我们的团队在皮安级电路方面没有丰富的经验。
从有关使用电流分压器扩展 DDC 系列范围的论坛查询数量来看、存在市场需求、我希望 TI 能够做到这一点并发布一些指南。 我知道工作负载是无限的、您的资源有限。 如果我们获得一些结果、我们将尝试在此处分享。 我将询问如何测量偏移、因此感谢您的解释!
Paul
尊敬的 Paul:
当人们对事物进行清晰描述时、就会爱上它、这样我们就不需要来回走动了。 感谢你们的努力:)
因此、STDev = 4时未连接电缆。 当您连接电缆并具有0nA 电流时、我假设电缆仍连接到仪器? 您可以尝试不使用、但可能会得到相同的结果。 在这些电平下、电缆可能是电缆(我总是想知道某些仪器是否断开了0A 的输出)。 显而易见、但请确保附近没有任何干扰源(显示器...)。
无论如何、在过去、每当我们尝试使用仪器提供电流时、都不是最干净的。 因此、您可能需要进行261次计数。 我们通常输出电压 、并在仪器输出和 DDC 输入之间使用大电阻器(10MOhms)来获取电流。 这种方法通常非常干净。
不过、这一点并不能解释为什么当您短接双通道时、噪声会上升10倍。 您所做的就是伸展橙色导线以触摸另一个通道? 如果仪器断开连接、甚至只是在没有长电缆的情况下短接输入端的两个通道、您会得到什么结果(那里只有一根短接的小线)? 您能否将问题分为两个问题、一个是短路问题、另一个是线缆问题、然后看看是谁在制造这种问题?
我不熟悉三轴电缆、但假设第三个导体位于屏蔽层的外部、我认为可以... 我假设屏蔽层连接在源和仪器上(否则不确定如何获得您的回报)。 如果是差分对、我会有点担心、因为两根导线都不对称。 但在这里、对于电流源、我觉得难以理解。 我们使用同轴电缆、直至放置在板上的电阻器。 我觉得您必须使用不同的组合并查看、但我很确定当我们短接两个通道时、我们没有看到增加的噪声。 让我来看看、以防...
此致、
教育
哦、忘记提到您是对的! 很难找到它、但这是一个有趣的问题、我们当然希望找到它。 我们在几个月内得到了一些帮助,因此,这将进入他的欢迎篮:)。 同时、非常感谢您提供的产品。 它将帮助他人。
谢谢!
教育
你好、Edu。
尝试在两个通道之间进行简单的短接而不使用电缆的好主意、这样它们是连接的但浮动的。 可能需要几个小时、直到我让团队在实验室中实施它。 (由于这一流行病,我们的工作人员很少。) 我们还可以尝试使用电池/电阻器代替 SMU。 这就是我们测试失调电流注入(成功)的方法。 我没有想过通过 DDC PCB 将电阻器放置在上面、因为这是一条远离电池的导线。 这也会让我在这里放置一个电容器。 另一个好建议,谢谢!
我将在分享一些成果后尽快回来。
Paul
尊敬的 Paul:
您可能不应在电阻器后面放置一个电容(在 DDC 侧与 GND 之间)。 这将增加 DDC 输入放大器的噪声增益。 您可以在数据表上看到噪声与 C 传感器之间的关系曲线。 该电容器还与器件输入端的"零"阻抗并联(尽管它不是实际有限的)、因此它可能对作为滤波器也没有帮助。 换言之、我们几乎永远不会放电容器... :)(在一种情况下,当输入是非常快的脉冲,但这是完全不同的原因)。
此致、
教育