[参考译文] ADS1220：返回两线 RTD 中的满量程数据

尊敬的 Samuli：

抗混叠滤波器中用于模拟输入的差分电容(10nF)比共模电容(100nF)小10倍。  

TI 建议差分电容器 CDIFF 至少比共模电容器(CM1和 CM2)大一个数量级(10x)、因为共模电容器不匹配会将共模噪声转换为差分噪声。 数据表的"9.2.1.2详细设计过程"节对此进行了介绍。

从原理图中可以看出、假设为 AIN3引脚配置了 IDAC 激励电流。 您是否测试了基准电阻器上是否存在压降、以确认 IDAC 电流设置是否正确？

从您共享的电流来看、IDAC 电流似乎被设置为"250uA"。

在这种情况下、使用1.65kΩ 基准电阻器进行比例式测量、基准电阻器两端的电压将仅为~0.4125V。

当使用一个外部电压基准时、最小 Vref 电压应该为0.75V、否则您在建议运行条件之外运行此器件：

尝试增大 IDAC 电流或基准电阻的值、以使施加的外部基准电压在数据表中规定的值范围内。

使用逻辑分析仪探测 SPI 通信线路也始终是一个好主意、这样可以确保与器件的数字通信状态良好。

此致、

天使

嗨、Angel、

我们根据您的建议将电容器从10nF 交换到了1μF。


以下是我们的新连接：




我们还测试了 1.65k 基准电阻两端的电压、对于 CFG2_IDAC_500UA、我们测得的电压为0.85V。 我们还使用不同的 IDAC 值进行测量、以确保 IDAC 正常工作。 对于1000uA 的示例、我们测得的电压为1.69V。

然而、通过这些更改、我们只会收到满量程值。  


下面是我们的测试程序输出(配置寄存器、原始 ADC 数据)的控制台打印输出

尊敬的 Samuli：

 设置寄存器配置后、您是否发出 START/SYNC 命令来启动转换？  

您如何确定转换结果何时准备就绪？

您能否提供对 ADC 寄存器写入/读取的数字通信的捕获以及在读取 ADC 数据时的捕获、而不是控制台打印？

此致、

天使

e2e.ti.com/.../adc_5F00_troubleshoot.zip

我已附上一个 zip 文件、其中包含所请求捕获的图像。
它包含单次和连续模式的尝试、并且图像按照发生的顺序进行编号。

在设置寄存器后使用单次模式时、我们将发出 START/SYNC。 接着是1秒的延迟、之后我们读取3个字节。

在连续模式下、在设置配置后、我们每秒使用 RDATA 命令读取3个字节。

目前、我们只使用延迟来确保在读取字节时已准备好转换结果。

在每种情况下、读取的3个字节为7F FF FF。

尊敬的 Samuli：

我将查看这些捕获的内容、并在明天回复您。

此致、

天使

尊敬的 Samuli：

我仍然需要更详细地查看这些捕获、但明天应该可以通过 EOD 来获得这些捕获。

此致、

天使

尊敬的 Samuli：

我详细介绍了数字通信捕获、感谢发送这些数据、这些数据在故障排除时始终非常有用。

您可以对配置寄存器进行写入并正确回读、这可以验证与器件的通信是否在正常运行。

需要指出的一点是、您发送了两个文件夹、一个用于连续转换模式、一个用于单次模式、但在这两组采集中、您都要将器件设置为连续转换模式。

两组捕获都在将0x64 (0110 0100b)写入配置寄存器1、进而将其设置为连续转换模式：

若要将器件设置为单次模式并保持相同的设置、您应将0x60写入配置寄存器1。

在连续转换模式捕获中、寄存器设置与单次模式捕获相同、但这次是正确的、因为您打算将器件设置为连续转换模式。

但是、在连续转换模式捕获中、您不会在设置寄存器配置后发出 START/SYNC 命令。 需要使用此命令来启动 ADC 转换：

如果不使用此命令、则在发出 RDATA 命令时、不会读取任何 ADC 数据：  

为原理图捕获中所示的电路正确设置了 IDAC、输入 MUX、外部 REFP0-REFN0和大多数设置。

但是很突出的一点是、在配置寄存器2中、您启用了60Hz 抑制：

这只能与正常模式下的20SPS 数据速率设置一起使用、但要将配置寄存器1中的数据速率设置为175SPS：

这可能会导致问题。

如果需要60Hz 抑制、请将数据速率设置为20SPS、如果需要20SPS 以外的数据速率、请将"00b"写入 FIR 滤波器字段：

此外、请确保在设置配置寄存器后、在读取 ADC 数据之前发出 START/SYNC 命令、并且确保正确设置所需配置(例如单次模式)。

在发出 START/SYNC 后监控 DRDY、以便确保在执行 RDATA 之前已准备好 ADC 数据。

希望这对您有所帮助！

此致、

天使

嗨、Angel、

我们按照您的建议修改了配置寄存器：

寄存器0：0x61
寄存器1：0x60
寄存器2：0x45
寄存器3：0x82

我们不确定是否"需要 60Hz 抑制"、因此我们将其设置为关闭状态、将数据速率保留为175SPS。

我们还检查了 DRDY 引脚：

发送 START/SYNC 时、其 在短时间内由低电平变为高电平、然后重新变为低电平。
之后、使用 RDATA 读取数据会将 DRDY 信号设置为高电平。

我们能得到的仍然是7F fF fF fF。

尊敬的 Samuli：

发送 START/SYNC 时、 在短时间内从低电平变为高电平、然后恢复为低电平。
之后、使用 RDATA 读取数据会将 DRDY 信号设置为高电平。[/QUOT]

纠正这是 DRDY 的行为方式、以指示何时可以读取新的 ADC 转换数据。

您现在的操作似乎是正确的、因此我不太确定问题可能是什么、您只能获得满量程读数。

您是否仅尝试过测试一款器件？

器件可能已在某个时刻损坏、因此最好尝试使用不同的 ADS1220来查看结果是否不同。

您还可以尝试对 ADC 使用不同的配置、例如使用内部基准将输入短接至 GND 或1/2 Vs、或使用内部基准的单端测量。 要查看您是否可以获得非满量程(7F FF FF)的 ADC 输出读数。  

这些运算放大器的输出电压应不同于满量程、否则器件可能会损坏。

此致、

天使

您好、Angel、

ADS1220中也存在同样的问题、发现如果在 ADS1220运行时断开 PT100、请将 PT100再次连接到 ADS1220、结果良好。

很奇怪、您可以查看下面的日志、谢谢。

ADC 代码：8388544
RTD 电阻值：824.993713
温度：9223372036854775807.9223372036854775807

ADC 代码：8388544
RTD 电阻值：824.993713
温度：9223372036854775807.9223372036854775807

ADC 代码：8388544
RTD 电阻值：824.993713
温度：9223372036854775807.9223372036854775807

ADC 代码：1493824
RTD 电阻值：146.914093
温度：122.247627

ADC 代码：1513664
RTD 电阻值：148.865325
温度：127.435073

ADC 代码：1515840
RTD 电阻值：149.079315
温度：127.998191

Leon

尊敬的 Leon：

感谢您的分享。  

尝试一下、看看它是否解决了问题、可能是值得的。

此致、

天使

我发现一个类似的问题、即如果使用 RTD 测量并配置器件、第一次转换总是错误的。  

在 POR、复位或断电命令之后、START/SYNC 后的第一次转换始终错误。  对于 ADS1220、在 POR 和复位后会发生自动转换。  但是、此操作对于关闭模拟电路的 POWERDOWN 命令有所不同。  退出 POWERDOWN 状态时会发出 START/SYNC 命令以唤醒器件。

发出 START/SYNC 命令后将开启 IDAC、结果表明 IDAC 输入和基准输入的 IDAC 电流路径均通过一段时间实现稳定。  

是否检查了第一个满量程 ADC 读数后的以下 ADC 转换结果？

此致、

天使。

您好、Angel、

我们按照 POR、RESET 命令、START/SYNC 命令逐次发送的命令序列进行操作、并且在这种情况下会持续输出错误值(至少经过10分钟测试)。 当我断开 PT100时、输出值仍为8388544、在我重新连接 PT100后、该值正常。

我还在错误值条件下测量了电压、REFP 约为1.65V、VIN0和 VIN1之间的电压为约55mV 的正常值。

是否有任何寄存器或其他我可以检查以进行进一步分析的东西？

谢谢。

Leon

电流寄存器设置如下所示。

ADS1220_0_register：0x66
ADS1220_1_register：0x04
ADS1220_2_register：0x65
ADS1220_3_register：0x70

您好、Angel、

谢谢你。

我们使用的电路是3线 RTD、如下所示。

Leon

您好、Angel、

我可能是该问题的根本原因。

我发现、如果我同时配置 IDAC1和 IDAC2、则错误将消失。

但是、如果 I 首先配置 IDAC2、则延迟至少3秒(该时间可能与以下所用的 CAP 和 RES 相关)。 和配置 IDAC1。 工作正常。

R REF = 1.65KΩ Ω、R F3 = R F4 = 1 kΩ、C DIF2 = 100nF 且 C CM3 = C CM4 = 10nF。

CONFIG ADC 寄存器的日志：

//配置 IDAC2

[09：33：19.141]温度：10
ADS1220_3_register：0x10

延迟4秒。

//配置 IDAC1

[09:33:23.544]Temp:70
ADS1220_3_register：0x70

如果我先配置 IDAC1、再延迟3秒、然后配置 IDAC2、则值仍然错误。

在电路中、我们可以看到我们使用的是外部基准、这意味着我们可能需要先使用 IDAC2设置外部 REF、外部 REF 就绪后、为 PT100启用 IDAC1、然后我们可以进行 ADC 采样并获取正确的值。

您能否帮助内部进行检查、这是否是此问题的根本原因？

谢谢。

Leon