[参考译文] MSP430I2041：热电偶接地环路问题

您好、Tyler、

感谢您的详细博文。

[引述 USER="Tyler FB">当设备插入 USB 和壁式充电器时、接地热电偶护套接触到另一个"接地"时、我会特别看到问题。 MSP430I 上的读数开始读取非常不准确的数字、但 MSP430F  似乎正确地读取了 TC 值。  [/报价]

如果您能详细说明、我认为这会有所帮助。 显示正常连接和短路连接的通用图将有所帮助。 我假设+/- ADC 输入连接到热电偶的+/-导线、但您可以在单端输入配置中将负 ADC 输入接地。

当所有负 ADC 输入连接在一起时、我看到了一些问题。 为了便于讨论、我们假设有三个独特的信号连接到正 ADC 输入。 如果正输入上的其中一个信号关闭或断开连接、则所有其他通道的结果将偏斜、因为所有通道的失调电压会因流经负输入的电流的2/3 (相对于3/3)而变化。 我认为您的案例中没有发生这种情况、但我仍想与您分享。

[引述 USER="Tyler FB">正如我提到过的、除了 MSP 之外、其他设计都是相同的、我注意到 MSP430F 的 SD24 的抑制比 MSP430I 的低约50dB。  在 F 版本上、这与 SD24的总体情况是否会更好、这是它正确读取值的原因？

抑制比是一个很好的观察结果、它可能是这种行为的解释。 如果上面描述的短路情况将同一共模信号应用于+/- ADC 输入、那么这将解释性能的差异。

此致、

James

尊敬的 James：

感谢您的回答！ 为了详细说明、我在差分模式下使用 ADC、并且只有 N 通过一个大约兆欧的电阻器接地(介于1MEG 和20MEG 之间、仍然尝试优化我的响应)。 下面是该设计的通用原理图。 Probe_1_P 连接到 MSP SD24的 P、Probe_1_N 连接到 MSP SD24的 N。 PAD104连接到热电偶的 P、PAD105连接到热电偶的 N。

当电路开始运行时的情况很奇怪、当 PAD101通过接地热电偶的护套连接到外部接地、而电路通过 USB 供电时。 当使用非接地热电偶时、这个问题就会消失。 因此、电路的 N 端子获得次级接地连接。 我还尝试通过移除滤波电路并将热电偶直接连接到 ADC 输入来使其真正实现差分。 这会产生与滤波器相同的结果。

我能够将 ADC 读数转换为"简单的示波器"、并发现它是60 Hz 的交流"噪声"。 我的想法是 、F  版本中的 SD24_B 比  I 版本中的 SD24要好得多。 有什么想法吗？

您是否碰巧知道是否有其他具有 SD24_B 的 MSP 采用更小的封装、可能是 QFN？   与  I 相比、F 器件的封装非常大  

谢谢！

您好、Tyler、

再次感谢您的详细介绍。 非常有帮助！

[引用用户="Tyler FB"]当电路开始运行时的情况很奇怪、即 PAD101通过接地热电偶的护套连接到外部接地、而电路通过 USB 供电。 当使用非接地热电偶时、这个问题就会消失。 因此、电路的 N 端子获得次级接地连接。 我还尝试通过移除滤波电路并将热电偶直接连接到 ADC 输入来使其真正实现差分。 这产生的结果与筛选器相同。

如果我正确理解您的电路、REF 会为两个 ADC 输入提供直流偏置。 这是共模输入、而热电偶输出电压是差分输入。 当外部接地连接到热电偶时、共模电压电平会发生变化、但也会比干净的 REF 源产生更大的噪声、这可能是由于电源开关造成的。 然后、由于 i20xx SD24模块的 CMRR 性能低于 F67xxA SD24_B 模块的 CMRR 性能、因此基于 i20xx 的设计中的噪声更明显。

您是否有任何方法可以防止设计中出现这种意外短路？ 如果是、我将使用 i20xx。 如果没有、我建议使用 F67xxA 器件。

[引用 USER="Tyler FB">我能够将 ADC 读数转换为"简单的运算放大器"、并发现它是60 Hz 交流"噪声"。 我的想法是 、F  版本中的 SD24_B 比  I 版本中的 SD24要好得多。 有什么想法？[/引述]

在这种情况下、CMRR 性能的差异是显而易见的。 我认为 SD24_B 模块比 SD24更好(例如、分辨率、CMRR、更灵活的 PGA 设置、更灵活的调制频率等)、但 SD24具有连续时间架构、对外部电路的最短稳定时间不太严格。 基本上、这意味着 SD24可以使用比 SD24_B 更高阻抗的电路 要了解有关这些差异的更多信息、我建议阅读 我 最近编写的《MSP MCU 上 Σ-Δ ADC 常见问题解答》应用手册。

这两个模块之间的 PSRR 性能大致相同、因此这不会解释这种行为。

在您最初的帖子中、您已经怀疑 CMRR 差异是原因、因此我无法说我在这里添加了很多内容、但希望我们的讨论能够有所帮助。

此致、

James

[引用 USER="Tyler FB">您是否碰巧知道是否有其他具有 SD24_B 的 MSP 采用更小的封装、可能是 QFN？   与  I 相比、F 器件的封装非常大  [/报价]

遗憾的是、SD24_B 器件的最小封装是80引脚 LQFP 封装。 考虑到这一点、我还记得采用 SD24_A 模块的 MSP430AFE25x 器件(也是 SLAA957中的比较)。 其 CMRR 性能优于 i20xx (90dB 对60dB)、因此您可能需要将该器件作为替代器件。 与 i20xx 器件相比、它们具有更少的存储器和支持输入、且最大振幅更小、但我想提一下。 它们采用24引脚 TSSOP (PW)封装。

此致、

James