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[参考译文] DDC112:超过50%满量程电流时的输入电流测量误差

Guru**** 2524550 points
Other Parts Discussed in Thread: DDC112

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/933600/ddc112-input-current-measurement-errors-above-50-full-scale-current

器件型号:DDC112

你(们)好 在两个不同的 DDC112芯片上、我使用的外部电容器值为1000pF 和470pF。 根据数据表、这些值应提供3.93uA (1000pF)和1.848uA (470pF)的满量程电流。 我们的积分时间为0.001s、因此我们相应的电荷应为3932pC (1000pF)和1848pC (470pF)。 我知道这些值高于原始数据表指定的值、但在应用手册(sbaa027)中、它表示如果以正确的方式使用、可以使用更高的外部电容器和更高的电荷。 我们将保持远低于应用手册中规定的750uA 阈值。

所发生的情况是、当输入电流超过满量程电流的~50%时、我们会看到电流测量不正确。 发生这种情况时、我们会看到输入引脚上的电压升高、就好像在测量之前会有更多电流被拉过。 这与报告的测量电流一致、因为它们开始比我们提供的电流高8-15%。 我们正在使用恒流源、并想知道该电流源是否可能会导致问题。 这种设置实际上用于我们的测试台、据我所知、我们在现场没有发现任何电流测量问题。 但是、我们可能没有在该领域看到任何问题、因为我们可能会保持低于每个电容器满量程电流的50%。

如果您有任何想法、请告诉我。

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    您好、Brody、

    阅读电子邮件的第一部分、我知道您使用的反馈电容器大于数据表250pF 的数量、但正如您所说的、根据您提到的应用手册、这可能是可以的。 该应用手册对条件和限制没有很好的解释、但无论如何、我不确定您的问题是什么。 我从应用手册中得到的印象是、这更多地是为了使电容器快速复位、因此、任何问题都可能会导致规格丢失(逐渐降级)、但不会导致灾难性功能故障。 即,所有这一切都是说,我同意你的看法,即你可能在那里是可以接受的,或者至少这不应与第2段的意见有关。

    从这个意义上讲、我在该段落中没有提到的一点是、您在某种程度上提到过、电流比您描述的限值高出50%? 在~4uA 设置(1000pF)中假设6uA? 对吗? 我是说、在这种情况下、积分器输出显然会达到电源轨。 即、在积分周期的大约4/6时、积分器将满、闭环将不再工作(饱和)、并且输入将开始上升、因为电流将继续流入电容器、但电容器的另一侧(在输出端)是固定的。 在谈到 A 和 B 具有相同的电容器时、同一应用手册也对此进行了说明(请参阅 PS)。 我是否正确获得了您的50%、或者我是否遗漏了一些东西? 或者、您在某种程度上说您要为电流源输入4uA、但器件需要6uA? 不确定情况如何、但您能确认吗?

    谢谢!
    教育

    PS.:这种解释在不同的上下文中,但在这里也是一样的。 请注意、该说明假设 A 和 B 期间的最大电流相同。 如果不同、我认为您实际上可以使用两个不同的电容器(尽管由于不匹配可能会导致其他次要问题)。

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    您好、Eduardo、 感谢您的解释、但您的假设不正确。 我的问题是、我可以为1000pF 提供2uA (最大值为3.8uA)的电流、这就是芯片开始说看到~2.2uA 的电流。 对于470pF 电容、我提供1uA (最大1.8uA)、它的读数是~1.15uA。 只要输入电流大于预期满量程电流的50%、误差就会开始出现。 这更有意义吗? 最好的, 布鲁迪
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    啊! 我明白了。 现在我了解... 您的意思是 DDC 报告的内容比源代码所说的内容多... 但不会饱和。 我敢打赌、降级是渐进的? 我的意思是、在50%时看起来不错、但它可能已经有点偏(更高)了、然后误差随输入增大?

    此外、您还提到了输入引脚上的一些斜升电压、但不确定我是否得到了该电压。 您能描述一下它随时间变化与 CONV 的情况吗? 我没有亲自探测这些器件(因此、不确定是否可以在不影响操作的情况下探测)、但您能否同时检查输出? 看到它是否完全复位会很有趣。

    此致、

    教育

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    实际上、在50%满量程电流数时、误差会急剧上升。 低于50%满量程电流的误差约为0.1%、但一旦我们突破50%阈值、误差便会上升至10-15%左右。 希望稍后可以尝试进行一些探测、但我想现在可以提供这些信息。

    此外、输入端的斜升似乎在500mV 时截止。

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    您好、Brody、

    是的、500mV 与我预期的非常接近。 输入 ESD 最终会削波电压并灌入额外电流的接地端。 因此、基本上、如果问题是电流过大、当您查看输入时、您应该会看到电压在 CONV 边沿后立即从零开始、然后上升到达到~500mV。  它开始上升的点将告诉您输出何时达到饱和。 它将显示流入 DDC 的电流超过人们想象的电流。 我以前见过这种情况... 不过、我无法计算这里发生的情况、因为您的输出不饱和。 DDC 报告的 FSR 为~60%。

    另一个想法(我不知道、只是从应用手册说明中猜测)是器件无法始终复位反馈电容器。 我认为、从输入节点看、很难看到任何差异(它将从零开始、并开始上升到某个点、与前一种情况类似)。 但是、您应该在输出节点上看到它、电压在 CONV 之后立即以错误的值启动(由于部分复位)、然后上升到饱和状态。 只是一个猜测…… 在本例中、这与您看到的结果不匹配、因为您没有看到输出饱和、对吧?  

    因此、无法确定放大器未饱和时放大器的反馈环路如何停止工作。 请确认输入/输出波形、并由设计人员运行...

    谢谢!
    教育

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    您好、Edu、

    感谢您继续与我合作。 我已附上两张图片供参考。 请看一下。 这是我现在可以做的最好的事情、因为我必须要求在我在家工作的时候把这些东西拿出来。 请告诉我、您是否可以从这些范围跟踪中收集任何内容、或者您是否希望以某种方式查看更多数据。

    在图1中、输入电流低于之前讨论的50%满量程电流、因此我们不会在输入端看到任何斜坡、并且输出端也会产生正确的电流测量。

    在图2中、输入电流高于50%满量程电流值、然后我们看到输入斜升、输出产生的值高于实际输入电流。

    图1:未看到输入电压斜升(通道2 -读取 IN1引脚;通道1 -显示 CONV 跟踪)

    图2:看到输入电压斜升(通道2 -读取 IN1引脚;通道1 -显示 CONV 线迹)

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    您好、Brody、

    感谢您提供的图片。 为了确保这一点、您在图片之前和上方谈到了1ms 的积分时间、显示了1ms 的每平方、对吧? 因此、CONV 高电平为1ms、但 CONV 低电平为~2.3ms。 当您说您是当前满量程的50%时、您是否在1ms 集成中谈论50%? 如果是这种情况、那么您会在积分较长时间后在"低电平"上饱和... 实际上、它似乎在100% FSR (2ms)下饱和、因此、就在预期的位置。 然后、即使您在寻找 CONV 的"高电平"上的数据、低电平的饱和也会存储输入(Vin x Cdet)上的电荷、在切换到该积分器时、输入(Vin x Cdet)上会转储到高电平上、从而提供比预期更大的信号。

    除此之外、如果这不是问题、也许您(或您的同事)采取相同的做法、添加积分器输出的轨迹将是不错的。 如果一个存储在内存中并添加另一个(如果没有足够的手:),这是可以的。 但有人告诉我,这是不必要的,以上就是解释。

    谢谢、

    教育

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    您好、Brody、

    由于距我上一篇帖子已有一个多星期、我将继续将帖子标记为"已解决"、但如果问题仍然存在、请随时返回并进一步讨论。

    此致、
    教育

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    您好 Edu、 Sorry。 我认为您对不同集成时间的解释是我提出问题的原因。 它似乎也与使用不同的电容器相关。
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    您好、Brody、

    完全没有问题! 只是关闭了松散的末端:)

    所以、我们知道原因... 希望您能找到符合目标的重新设计。 如果您需要帮助、欢迎随时与我进行合作...

    此致、
    教育