[参考译文] ADS131M02：连接传感器时的输入阻抗问题

您好，Godziller，

当 PGA=8设置时、ADS131M02具有大约1M Ω 的典型输入阻抗。 如果您使用900kOhm 输入阻抗计算、您将看到您报告的传感器输出电压会下降。 因此、这似乎是预期的行为。

此致、
约阿希姆·武尔克

谢谢、我正在查看此图形、在 VLP 中、PGA=8不能更大吗？ 是否有任何方法可以将其提高到至少5M Ω？

您好，Godziller，

这实际上是正确的。 在 PGA=8的 VLP 中、您应该会看到非常高的输入阻抗。
让我在团队中讨论一下并与您联系。

实际上如何应用输入信号？ 它是否是负输入保持在 GND 的单端信号？

此致、
约阿希姆·武尔克

感谢该器件的信号具有差分特性、但共模范围得到了满足。 我使用数据表上建议的抗混叠滤波器。  

您好，Godziller，

您是否可以使用两个不同的传感器输出信号来测量输出压降？ 或许只有一个小的和一个大的？
如果您可以在抗混叠滤波电阻器短路的情况下测试运行方式、这也可能是有价值的信息。
您是否已尝试过两个通道以查看两个 ADC 通道上的行为是否相同？

此致、
约阿希姆·武尔克

我目前无法测试其他传感器、但很遗憾、有一天我尝试了另一个传感器、输出为13mV、而电压下降的百分比大致相同。 我尝试时没有抗混叠电阻器、没有变化、并且它在两个通道上几乎是相同的(我通常使用1)。

感谢更新 Godziller。

我们尝试确定的是、如果出现纯增益误差或者是失调电压和增益误差的组合。 因此、了解传感器输出非常小和非常大的信号时的传感器输出信号压降会有所帮助。

您是否在您的情况下使用惠斯通电桥型传感器？ 如果需要、您为电桥使用的激励电压是多少？

我们将提供 ADS131B02-Q1、该器件几乎与 ADS131M02相同、但提供更高的输入阻抗。 但是、其绝对输入电压范围甚至更具限制性。

此致、
约阿希姆·武尔克

谢谢、我会为您提供高输出传感器的测量方法、但 MAX 通常约为25mV。 是、它是具有2.5V 激励的惠斯通电桥。 我们将2.7V 电压用于 AVDD、因此绝对压降2.4V 可能会带来一些问题。 我想尝试尽可能继续使用此 ADC、并尝试使用 OPA2328和 OPA333等运算放大器缓冲器来缓冲输入信号、但这两个器件都增加了非线性的失调电压、因此无法校准它。

尊敬的 Godziller：

实际上是不满足 ADS131M02的输入共模电压要求。
使用2.5V 激励时、电桥的共模输出电压为1.25V。 然而、当使用 PGA=8时、ADS131M02的正负模拟输入需要保持在(2.7V - 1.8V)= 0.9V 以下。

是否曾尝试使用 PGA=4、即使 ADS131M02的输入阻抗相当低？

此致、
约阿希姆·武尔克

嗯、我测量了参考 GND 的输出、它们都低于400mV、因此它应该很好、是一款定制传感器。 我尝试了所有的 PGA ,但没有什么真正的变化,它只会变得更糟. 我测量另一个传感器、开路输出为26,375mV、而对于 ADC、输出为26,320mV。

感谢您的澄清。 那么、这肯定不是常规的全桥。

我的想法现在有点过时了。 是否确定传感器的输出阻抗仅为5k Ω？ 您是否有关于可以分享的传感器输出级的更多详细信息？
从 PGA=8切换到 PGA=4时、输出电压下降有多大变化？

此致、
约阿希姆·武尔克

我尝试了不同的 PGA：

基址：26.377mV
PGA 1：26.128mV
PGA 4：26.131mV
PGA 8：26.317mV
PGA 64：26.353mV  

我直接使用万用表在输出线上测量阻抗、阻抗始终约为5k (使用不同的传感器时为4.5k-5.5k)。 关于输出阶段、我现在无法一一一一一一一列举。

谢谢 Godziller。

从 PGA=1到 PGA=8的"趋势"至少一般遵循图6-5所示的输入阻抗特性。 但实际阻抗值似乎低于图中所示的值。 对于 PGA=64、我们预计压降会大于 PGA=8时的压降、这很奇怪。

您是否曾尝试过使用 ADS131M02的转换结果来接受该压降并仅校准失调电压和增益误差？

此致、
约阿希姆·武尔克

是的、问题是校准器具有低输出阻抗、因此即使我校准良好、我也有传感器的问题。  

尊敬的 Godziller：

我目前正在团队内部讨论我们还可以提出哪些建议。

根据您的测量值、实际上、传感器的连接似乎主要导致了失调电压误差(~51uV)、而不是增益误差、这有点奇怪。 输入阻抗的影响应主要导致增益误差。

我假设在连接了0V 输出信号的实际传感器时、您无法校准系统？

此致、
约阿希姆·武尔克

这并不容易、因为我的传感器即使在测量0时也具有一些 UV 输出。 也许我只能连接传感器并进行校准、而不会激励它。

我试图与传感器串联并使用5k Ω 电阻器进行校准。 仍然不起作用、因为在我校准偏移(0V)时不存在两个电阻器/传感器的影响、并且它仅在校准增益时存在、因为我的满量程是 im。

尊敬的 Godziller：

非常感谢您的更新。

即使您的传感器在应该输出0时输出一些 UV、如果您也对其进行校准、这是否会是个问题？ 我怀疑这可被视为传感器的偏移、您可能仍然需要对其进行校准？！？
这意味着在传感器应输出0时读取 ADC 的转换结果。 测量值就是偏移校准值、这样可以消除传感器本身的偏移、以及传感器与 ADC 的连接所引入的偏移误差。

根据您提供的值、我们认为失调电压误差比增益误差更大、与传感器的输出信号值无关。 我们怀疑共模输入电流可能导致此偏移。

此致、
约阿希姆·武尔克

我们通常不会这样做,我们用校准器校准0V 和满量程,因为我们有很多传感器和许多不同的机器,所以它不能在生产阶段。  

我在阅读 ADS131B02数据表时、我发现启用全局斩波模式后、它具有更大的输入阻抗。 目前我使用连续转换模式、但由于我不需要快速测量、使用斩波模式是否可能会增加阻抗？

尊敬的 Godziller：

遗憾的是、与在 ADS131B02-Q1中一样、ADS131M02的输入阻抗在全局斩波模式下运行时不会增加。

此致、
约阿希姆·武尔克

谢谢、此时我也把想法用完了。 您是否有任何缓冲器或特定 IC 可用于将传感器连接到 ADC 以解决该问题？ 您认为使用固件可以解决此问题吗？  

当然、感谢您的观看。

非常感谢您的观看。