This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] FDC1004EVM:FDC1004EVM 硬件和配置问题

Guru**** 2826855 points

Other Parts Discussed in Thread: FDC1004EVM, FDC1004

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/1628776/fdc1004evm-fdc1004evm-hardware-and-configuration-problems

器件型号: FDC1004EVM
主题中讨论的其他器件: FDC1004

早上好、

我使用的是 FDC1004EVM、但遇到了以下问题。 我想了解如何解决这些问题:

  • 我会通过 PC 的 USB 端口引入干扰(接地环路等)、这会导致测量值波动约±0.05 pF。 当 PC 连接到充电器时、会发生这种情况、而当它仅依靠电池运行时、波动约为±0.002 pF。
  • 我们开发了自己的传感器、直径为 10mm、用于测量与表面的距离。 除了连接长度(我们已经发现影响很大)之外、我们还注意到、当 CIN1 或 CIN4(左或右传感器)开始检测电容且其值增加时、所有其他 CIN 输入上的电容读数也会发生变化。 因此、连接 2 个、3 个或 4 个传感器时、我们无法再获得真实的值。 在 EVM 配置中、每个 CIN 设置为单端 (SHLD1 短接至 SHLD2)。 我们的传感器使用 CIN 和 GND、PCB 上有一个屏蔽层。 目前、左右传感器仍连接到 CIN1 和 CIN4(它们不使用 GND)。

预期的应用是将 3 个电容式传感器连接到 EVM、并执行 0 μ s 至 400 μ s µm 内的位置测量。

提前感谢您的支持。

  • 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。

    您好、Brian、

    我很乐意帮助您解决您的问题。

    对于您的第一个问题、我建议 :

    • USB 隔离器:在 PC 和 FDC1004EVM 之间使用隔离式 USB 集线器或 USB 隔离器(例如,基于数字隔离器的隔离器)。 这完全破坏了接地环路路径。
    • 铁氧体磁珠:在 USB 电缆上放置铁氧体磁珠以衰减高频共模噪声。
    • 电池供电操作:正如您已经观察到的、使用电池运行 PC 可以消除该问题。 对于生产或工作台验证、电池供电的 USB 电源或隔离式电源是超干净的解决方案。
    • 有源屏蔽:FDC1004 集成了一个屏蔽驱动器、能够驱动高达 400 pF 的电压、在一定程度上抗环境 EMI 干扰。 确保屏蔽驱动器输出 (SHLD1/SHLD2) 得到正确利用。

    对于您的第二个问题、我认为 根本原因是传感器连接屏蔽不足。 我会推荐以下内容:

    • 对所有传感器连接使用屏蔽电缆。 将每根电缆的屏蔽导体连接到 FDC1004 的 SHLD1/SHLD2 引脚、而不是连接到静态 PCB 接地端。 这样会启用有源屏蔽驱动器、防止传感器的电场耦合到相邻的通道中。
    • 请勿使传感器护罩悬空或仅连接至 GND。 您的当前配置(存在 PCB 屏蔽层、但传感器未使用 GND、SHLD1 短接至 SHLD2)意味着没有主动驱动屏蔽层。 有源屏蔽驱动器在屏蔽导体上复制 CIN 信号、从而抑制寄生耦合和电缆电容效应
    • 添加屏蔽双绞线电缆时、每通道标称电容将增加。 通常、读数从~10 pF 增加到~23 pF、具体取决于导线的长度。 FDC1004 支持高达 100 pF 的寄生电容偏移 (CAPDAC)、因此完全处于器件的补偿范围内。 为每个通道配置 CAPDAC 寄存器、以使基线归零。

    • 确保传感器 PCB 上的引线间距足够大。 每个 CIN 通道的信号布线应具有足够的间距、并且周围有驱动的屏蔽布线、以防止通道之间的并行电容耦合
    • 我还建议阅读“电容式感应:有源屏蔽的来龙去脉“。

    我希望此信息能够帮助您解决问题。 如果您需要任何进一步的帮助、请告诉我、我很乐意提供帮助。

    此致、

    Chase Girard