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[参考译文] FDC2214：在长电缆长度上的性能

admin
Guru**** 2439560 points
Other Parts Discussed in Thread: 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/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1525958/fdc2214-performance-over-long-cable-lengths

器件型号：FDC2214


工具/软件：

您好！ TI 团队、

我们要使用 FDC2214 公式 液位检测 对长电缆长度下的性能有一些疑问。

应用程序设置：

  • 传感器类型： 电容式传感器（液位检测）

  • 使用的电缆： 20 米 RG-188 同轴电缆

  • 测得的电容：

    • 总电容（传感器+电缆）： ~2.3nF

    • 纯电缆电容： ~1.9nF

    • 传感器的电容变化： ~0.4nF（即实际电容）

问题：

  1. CAN FDC2214 可靠地检测到~0.4nF 的变化 当固定电缆电容~1.9nF 时？

  2. 都有 设计指南或预防措施 在这种设置中、我们应该考虑（例如屏蔽，保护，激励电流设置，传感器频率）？

  3. 如此高的基线电容（由于电缆而导致）会受到影响 分辨率、稳定性或线性度 我们如何对其进行补偿或校准？

  4. 请参阅随附的原理图、并在需要时提供改进建议。

对于采用 FDC2214 的长电缆电容式感应、我们非常感激有任何专门的指导材料或参考材料。

此致、
Lokeshwar

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    TI__Guru**** 2439560 points
    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。

    Lokeshwar、

    1. 如果我们假设电缆电容与传感器电容并联、则可以检测 0.4nF 的变化。
      如果我们使用 0.45uH 电感器并假设 Csensor 可以变为 ±0.4nF、其标称值约为 0.4nF、则传感器频率将为：
      Csensor = 0nF→Fsensor  = 5.44MHz
      Csensor = 0.4nF →Fsensor = 4.95MHz
       Csensor = 0.8nF →Fsensor = 4.57MHz
      FDC2214 应能够轻松检测这些变化。

    2.需要考虑设计准则。 屏蔽会成为一个挑战、因为接地屏蔽会给您的传感器带来负载并降低灵敏度。
       您可以在应用手册中看到一些指导：
       适用于 FDC2214/2212/2114/2112 的功率降低技术、适用于电容式感应应用
            使用 FDC2x1y 的电容式接近感应
       设置 LDC1312/4、LDC1612/4 和 LDC1101 传感器驱动配置 — 虽然这涵盖了电感式传感器，但原理也适用于  FDC2x1y 电容式 传感器。 FDC2x1y 器件的内核包括 非常 具有相同设置的 LDC1x1y 系列电感式传感器的内核、等等。 唯一的实际区别 是 FDC 器件使用电容式传感器和固定电感器、而 LDC 器件使用电感式传感器和固定电容器。  

    3、电缆的变化会影响稳定性。 它可能会影响分辨率和线性度、但我们无法量化这些影响。 只要电缆电阻较低、就可以正常工作。 如果需要最大精度、则务必使用具有低抖动的稳定、准确的时钟。

    4.你的示意图看起来不错。  

    此致、
    John

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    尊敬的团队：

    感谢您的答复

    唯一的问题是它是否适用于 20M 长电缆？

    此致、

    Lokeshwar

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    Lokeshwar、

    只要电缆损耗较低且电缆的 L/C/R 特性稳定、我就会说“Yes"。“。
    但说实话、我以前从未遇到过您的配置、所以我 不确定。

    最好的前进道路是建立一个尝试.

    此致、
    John

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    尊敬的 TI：

    我还想知道、当传感器电容短路时、FDC2214 中是否存在任何检测和保护电路？ 以及任何其他故障检测方法。

    此致、

    Lokeshwar

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    尊敬的 Lokeshwar：

    John 今天就出去了。  他应该能够在明天回来时作出反应。

    此致、

    Mekre

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    Lokeshwar、

    请查看 STATUS 寄存器（地址 0x18） 中的位 0 - 15、了解错误报告（在 FDC2214 数据表中）的说明。
    借助相关的 ERROR_CONFIG 寄存器 (0x19)、用户能够配置 STATUS 寄存器所需的错误报告。

    如果某个通道的任何输入引脚短接、它应该会在 STATUS 寄存器中产生 ERR_ALW 错误（振幅低警告，b9）。

    此致、
    John

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    John Miller、

    好的、我可以理解、通过这个状态寄存器、我们可以检测到错误、但是电容传感器的保护如何实现？

    此致、

    Lokeshwar

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    Lokeshwar、

    “保护“是什么意思？

    器件引脚上有 ESD 保护二极管。 你的意思是这样吗？

    此致、
    John

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    John、

    假设电容传感器短路、我们可以通过错误状态寄存器检测到相同的情况、直到正常。 当该实际传感器短路时、该传感器短路时、是否存在与电荷泵相对的内部电路？

    此致、

    Lokeshwar。

  • 0
    TI__Guru**** 2439560 points
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    Lokeshwar、

    在传感器波形的幅度校准期间会报告错误、产生的结果应该是传感器驱动程序 超时并关闭。

    此致、
    John

  • 0
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    John、

    感谢您的答复、

    现在、我们已准备好测试 FDC2214、因此需要您的帮助。

    我可能需要参考代码来测试 STM32H745 微控制器接口中的 FDC2214。

    还想知道如何将从 DATAx 寄存器读取的数据转换为电容

    此致、

    Lokeshwar

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    Lokeshwar、

    第一步是使用数据表中的公式 (2) 或 (9) 来估算传感器频率：

    (2)

    然后、可以使用公式 (7) 来估算传感器电容：

    此致、
    John

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    John、

    我们使用此 FDC2214 进行了一些测试、并记录了数据（请查找随附的数据）、可以观察到该图是非线性的。

    因此、请指导我们实现线性图。

    请查看所附的文档、其中包含布局、原理图和记录数据。

    此致

    Lokeshware2e.ti.com/.../First-Reading-27uH-with-cable.xlsx

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    Lokeshwar、

    感谢您提供数据。

    数据和轴代表曲线的含义是什么？
    启动 结果 表示已知的电容？
    使用 电容最小值 和 上限最大值 通过我最近的回复中提到的公式、表示根据原始数据估算的电容？

    此致、
    John

  • 0
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    是的、电容列是已知的电容。

    是的、 电容最小值  和  上限最大值  通过前面您最近回复中提到的公式、表示根据原始数据估算的电容。

    此致、

    Lokeshwar

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    e2e.ti.com/.../3465.First-Reading-27uH-with-cable.xlsx

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    谢谢你 Lokeshwar。

     您希望得到哪些参数和曲线的线性响应？

    此致、
    John

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    已知电容与最小和最大电容值之间的关系

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    尊敬的 Lokeshwar：

    John 今天就出去了。  他应该能够照顾他明天回来。

    此致、

    Mekre

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    Lokeshwar、

    您的目标和感应电极是什么样子的？
    您能提供一个图表吗？
    此致、
    John