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[参考译文] FDC1004:与 FDC2214相比的感应机制

Guru**** 2393725 points
Other Parts Discussed in Thread: FDC1004, FDC2214

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/701198/fdc1004-sensing-mechanism-compared-to-the-fdc2214

器件型号:FDC1004
主题中讨论的其他器件: FDC2214

我目前正在探索化学电子传感器的感应替代方案、并考虑使用 FDC1004和 FDC2214。

背景:

我正在研究的传感器是一种聚合物传感器、当暴露于目标分子时、它会改变电气特性。 到目前为止、我们已经测量了电阻变化、并成功检测了暴露情况。 现在、我们正在尝试通过测量电容等其他电气特性来改进我们的传感系统-我们的电流传感器可以建模为与电容器并联的电阻、到目前为止、我们知道当目标分子出现时、电阻会发生变化、但我们没有 电容。

完成的工作:

  • 通过使用 FDC1004芯片、我们能够感应我们作为电容读取的内容的变化、但感应范围0-115pF 对于我们的应用来说太小了。
  • 使用 FDC2214芯片:假设我们使用 FDC1004芯片看到电容变化、假设我们使用 FDC2214时会看到类似的结果、其额外优势是感应范围增大。 但是、在设置 FDC2214 (使用 EVM)模块后、当我们将读取电容暴露在目标分子的外时、我们无法观察到读取电容的任何变化。 我们甚至更改了 LC 振荡电路(1mH 电感器和10nF-22nF 电容器)的值、以使用类似于 FDC1004的激励频率(~25-30kHz)。 无论 LC 振荡电路的设置如何、我都能够读取静态电容器(或与静态电阻串联的静态电容器)的电容。当暴露于目标分子时、我仍然看到传感器的基线电容没有变化。
  • 通过使用不同的电容感应解决方案、我们发现、当我们将传感器暴露在目标分子之外时、电容也不会改变。

问题:

  • 在电气层面上、2个芯片测量电容的方式有何不同? 变化是 FDC1004读取的电容甚至大于电阻的变化、因此我们很高兴地发现使用它进行感应的可能性。
  • 当它测量的电容泄漏时、FDC1004的行为是怎样的? (并联的显著电阻)
  • 是否有任何其他类似于 FDC1004的传感解决方案、但具有更大的传感范围(即0pF - 1000pF 或更高)?
  • 是否有办法将 FDC1004芯片的有效传感范围提高到115pF 以上(CAPDAC 已达到其最大值)

  • 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。

    Anani、您好!

    FDC1004采用开关电容器架构、FDC2214使用 LC 振荡电路进行基于谐振的感应。 您可以在这 篇博客文章中阅读有关每种架构类型的更多信息。 与开关电容器架构相比、基于谐振的感应具有明显更高的灵敏度和抗噪性。 例如、FDC1004的本底噪声在暴露于荧光灯时会显著变化、但 FDC2214的情况并非如此。 FDC2214的 LC 振荡电路本质上是一款窄带通滤波器、因此除了非常接近其谐振频率的噪声外、它还能抗所有噪声。 FDC1004 (和所有开关电容架构传感器)将对改变电容器上电荷的任何噪声敏感。

    与电容器并联的电阻将显著改变 FDC1004的电容测量。 我认为这不会显著影响 FDC2214中的电容测量、但会影响保持 LC 振荡电路所需的电流。

    与 FDC1004相比、FDC2x1x 器件是我们更敏感的选择。 也无法将 FDC1004的有效感应范围提高到 CAPDAC 的最大值以上。

    总的来说、我相信您会发现 FDC1004和 FDC2214之间存在两种差异。 其中一个设置不正确、或者设置中存在 FDC1004敏感且 FDC2214不敏感的明显噪声。 我建议在控制尽可能多的变量(温度、光线、与外部物体的交互、寄生电容等)的同时进行重新测试、以查看 FDC1004是否保持此电容读数。

    此致、