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[参考译文] FDC2214EVM:电容测量

Guru**** 674950 points
Other Parts Discussed in Thread: FDC2214, 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/1101240/fdc2214evm-capacitance-measurement

器件型号:FDC2214EVM
主题中讨论的其他器件:FDC2214FDC1004

我的目标是使用 FDC2214 EVM 本身进行传感器电容测量。 我不会更改 EVM 的任何部分。 我想确保 EVM 是否可以正常工作。  

我对 FDC1004 EVM 的体验。  在我们为电路板加电后、 我们有2种方法来配置此 EVM。 ‘re‘通过‘gister’(列表器)或‘configuration’(配置)页面执行此操作。 我们可以选择一种足够的方法。 我对这一点的理解是否正确?

当我使用 FDC2214 EVM 时、我使用的方法与我提到的相同。 我直接转到配置页面、查看它是否可以正常工作。 但我发现了两个误差、如第一张图片所示。 来解决这2个误差。 我在   寄存器页面中尝试了 RESET_DEV =1 (第15步),然后在配置页面中进行了配置。 我‘了“EVM 用户指南”。 完成这些设置后。 其中一个错误消失、另一个仍然存在(请参阅第二张图片)。 ‘d我也发现我无法“选择 Idrive”(请参见第三张图片)。 我不确定我误解了哪一步。 请帮帮我。 非常感谢。

 

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    您好!  

    是的、您可以通过寄存器页面或配置页面配置器件。 每次进行测量时、状态寄存器中的数据就绪标志和通道 x 未读转换位将变为高电平。 如果您在配置页面上更改了寄存器更新速率、您将在配置页面的器件状态部分看到这些标志切换。  

    此 EVM 不再支持 DETECT IDRIVE 功能、因此它不会返回结果。 要设置 IDRIVE 设置、我们建议使用示波器查看传感器振荡振幅、并确保其介于1.2V 和1.8V 之间。 最好在没有目标交互的情况下将振幅设置为更接近1.8V、因为振幅将随着目标交互而降低。 可以通过目标交互将振幅降至1.2V 以下、但低于0.5V 会导致振荡失败。 如果您在 EVM 上使用传感器、我建议对 IDRIVE 代码使用值16。  

    此致、  

    Justin Beigel

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    非常感谢 Justin 的建议。
    当我将更新速率更改为100ms 时、我确实看到了器件状态部分中的标志切换。 我看到了来自 CIN1-4的数据。 因此、切换的标志并不意味着 EVM 存在任何问题。 这是正常情况。 我对这一点是否正确?

    此外、我还看到了您对 IDRIVE 的建议。 如果我没有检测到 IDRIVE、我认为测量值仍然可靠(如此 EVM 板)。 我对这一点是否正确?

    实际上、为我的情况确定振荡振幅有点困难。 我想使用此 EVM 进行电容测量。 我计划用两个电极替换现有的传感器部件。 之间的介电常数发生变化、以区分介电常数。 那么、如果只有两个简单的电极、您是否想为我提供一些有关如何获得传感器振荡振幅的提示?

    最后一点是、我的实验中的部件一直在移动。 尽管我使用了同轴电缆、但仍然存在一些寄生电容。 我还购买了配备有源屏蔽技术的 FDC1004 EVM。 我发现2214没有这样的技术。 对于移动物体(包含连接的电极)、FDC1004 EVM 比 FDC2214 EVM 更适合。 对吗?

    如果您能为我提供更多信息、我将不胜感激。
    非常感谢、很抱歉打扰了您。

    此致、
    Peggy

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    尊敬的 Peggy:

    我们的最不发达国家专家今天出席会议,但应于星期一返回。  我会在他们返回时将此问题发送给他们。

    此致、

    Mekre

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    您好!  

    以下是您的问题的一些答案:  

    [~ userid="494336" URL"/support/sensors-group/sensors/f/sensor-forum/1101240/fdc2214evm-***-voltage-measurement/4085474#4085474)]因此、切换标志并不意味着 EVM 存在任何问题。 这是正常情况。 我对这一点是否正确?[/引述]

    正确。 运行期间、'Data READY'和'Channel x Unreaded conversion '标志正常。   

    [~用户名="494336" url="支持/sensor-group/sensors/f/sensors-forum/1101240/fdc2214evm-***-volatage-measurement/4085474#4085474)]此外,我还看到了您对 IDRIVE 的建议。 如果我没有检测到 IDRIVE、我认为测量值仍然可靠(如此 EVM 板)。 我对这一点是否正确?[/引述]

    测量值仍然有效、但超出我提到的建议范围的影响仍然适用。  

    [引用 userid="494336" URL"~/support/sensor-group/sensors/f/sensor-forum/1101240/fdc2214evm-***-volatage-measurement/4085474#4085474"]您是否想告诉我如何获得传感器振荡振幅的一些提示?

    一旦您连接了电极、我会尝试根据您在应用中认为正常或标准的传感器振幅来设置 IDRIVE。 如果您不知道介电常数会如何变化、将 IDRIVE 设置为中间值可能是保持在电压范围内的最佳选择。 此外、如果您看到电压变化过大、则可以在 LC 振荡电路中添加一个并联电阻器、以减少传感器中的 Rp (和振幅)变化量。  

    [~ userid="494336" URL"/support/sensor-group/sensors/f/sensor-forum/1101240/fdc2214evm-***-volatage-measurement/4085474#4085474]]对于移动物体(包含附加电极)、FDC1004 EVM 是比 FDC2214 EVM 更好的选择。 是这样吗?[/引述]

    FDC1004由于附带的屏蔽层、在消除环境影响方面做得更好、但我们通常看到这种情况更常用于液位检测。  我们在《电容式传感:异相液位技术 》应用手册中概述了一种异相实现方案、其中讨论了不同传感器设计的优势。  

    此致、  

    Justin Beigel

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    您好 Justin、非常感谢您的详细解释。

    我清楚地知道你提到的几点。
    最后一个问题与 FDC 1004 EVM 有关。
    我还购买了 FDC 1004 EVM。 我发现、即使没有连接任何 DUT 也是如此。 仍然存在电容值。 当我打开数据流时、该值仍然显示出轻微的变化趋势。 我想知道、即使没有连接任何传感器、我也应该如何解释这种波动趋势? 非常感谢您的帮助。

    此致、
    Peggy

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    您好!

    在未连接传感器的情况下、电路板的寄生电容仍会影响传感器测量。 此测量值相对较小、这意味着测量中的噪声对 结果的影响更大。 如果连接传感器时测量仍有噪声、则可能需要进行额外的调试。  

    此致、  

    Justin Beigel

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    您好!

    非常感谢你的帮助。

    是的、当我连接传感器时。 仍然存在一些差异、该值略大于1pF、采用0.2标准(以100个样本/秒为单位)。 在这种情况下、您认为我应该添加调试过程吗? 此外、您能否告诉我如何进行一般调试?

    另一件事是、如果我在"数据流"页面上选择一个或两个通道、GUI 将冻结。 只有我选择4个通道、然后开始数据流式传输、GUI 正常。 您是否想告诉我这种情况是否正常、以及我是否每次都必须收集全部4个通道的数据? 非常感谢。

    此致、
    Peggy

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    您好!  

    如果这符合您的分辨率要求、则无需进一步调试。 似乎您已经在使用最大 RCOUNT 设置、 因此调试过程将涉及确保环境噪声尽可能低。  

    GUI 应能够在 不冻结的情况下取消选择通道。 当您仅选择一个或两个通道时、配置页面中的其他通道是否仍处于活动状态? 如果是、如果您在移至数据流选项卡之前禁用其他通道、会发生什么情况?  

    谢谢、  
    Justin Beigel

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    您好  Justin Beigel、


    非常感谢你的帮助。
    实际上、我尝试了您上次提到的方法。 请参见图。 在图1中、选择配置页面上的 CIN1。 之后、我开始并停止数据流式传输(在图2和3中)。 但我在这里没有获得任何数据点。 我也不会获取任何 Excel 文件。 最后、我返回到配置页面、该页面也冻结了。 我发现配置页面上的 CIN1不会一直改变。

    之后、我在配置页面上选择了"连续多通道测量"并进行了 CIN1测量。 我看到"电容"值随时间变化。 但我在数据流页面上仍然没有任何内容(与图2和3相同)。

    最后、对于采样率、如果我使用100次采样/秒并打开4个通道。 这意味着每通道每秒可以获得25个数据点。 请问我对这一点是否正确? 但在 Excel 文件中、我得到了。 在一秒内、每个通道只有两个数据点。 这两个数据点是否构成测量期间的平均值?

    您是否会考虑提供有关这方面的更多信息? 非常感谢您的帮助。

    此致、
    Peggy

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    您好!  

    [~我使用100个样本/秒并打开4个通道、则报价为 userid="494336" URL"μ C/support/sensor-group/sensors/f/sensor-forum/1101240/fdc2214evm-***-volatage-measurement/4110317#4110317"]。 这意味着每通道每秒可以获得25个数据点。 您能不能告诉我、我对这一点是否正确?

    是的、正确。

    对于 Excel 文件、流媒体页面的数据输出与器件的采样率不同。 在 Graph Configuration ( 图形配置)(GUI 窗口右上角附近的按钮)中、可以更改上传到图形的数据速率:  

    如果您选择 EVM 输出速率、Excel 文件应具有 EVM 每次采样的数据。 如果配置中的新数据采样率低于 EVM 采样率、则图中将忽略两者之间的任何采样。  

    此致、  

    Justin Beigel

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    您好!

    美好的一天!

    非常感谢您耐心地回答采样率问题。 我在您的帮助下获得了它。
    当我选择低于4个频道时、我是否知道如何解决数据流页面上的冻结问题? 再次感谢大家。

    此外、我还看到了有关差分模式的手册、我还尝试了它。 对于输入通道、CIN1分配给 CHA、而 CIN2分配给 CHB。 我想知道 CIN1-CIN2、根据手册、设置是正确的。 此外、对于屏蔽、我遵循了手册(请找到所附手册)。 问题在于获得的值为负值。 我在手册中看到液位测量始终为正。 您是否想帮助我解决这一问题?

    非常感谢您的帮助!

    此致、
    Peggy

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    您好!  

    对于冻结问题、我能够在新 EVM 上复制它。 要解决此问题、请尝试使用 GUI 的"Firmware"选项卡更新 EVM。 确保选择正确的固件文件。 对于默认安装、它将位于以下路径: C:\ti\Sensing Solutions EVM GUI-1.10.0\EVM Firmware\FDC1004\EVM_FDC1004.txt。 更新完成后、重新启动 GUI 并再次尝试测量。  

    对于差分测量、负值将与 CIN2的电容大于 CIN1相关。  这是器件的有效输出、但如果您希望获得正输出、则可以测量每个通道单端以确定每个通道上的预期电容。 从这里、您可以调试为什么 CIN2高于预期、或者为什么 CIN1低于预期。  

    此致、  
    Justin Beigel

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    您好 Justin Beigel,

    非常感谢您的帮助。 实际上、我是否可以通过 FDC 1004 EVM 添加与平行板测量相关的其他内容? 我想测量两个并联电极之间的电容。 根据我的理解、我将正铜(顶部电极)连接到 CIN1 (CHA)、而对于接地板(底部电极)、我计划将其连接到 CIN2 (CHB)。 这样、当我更换平行板内的材料时、我可以得到由材料变化引起的电容值。 我对连接是否正确?

    再次感谢您的帮助。

    此致、
    Peggy

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    您好!  

    通过将 GND 板连接到 CIN2、然后测量每个板相对于 GND 的电容、然后对这两个板进行差分测量、而不是直接测量两个板之间的电容。 相反、您可以将 GND 板连接到与器件相同的 GND、并仅使用 CIN1测量电容。 根据电容测量范围、您可能需要使用 CAPDAC 或其他通道来偏移 CIN1、以便测量值处于 FDC1004的+/- 15pF 测量范围内。  

    或者、您可以实现类似于我们建议用于液位感应的异相技术的内容、其中 GND 板连接到另一个屏蔽通道:  

    这要求板是相同的、并且您使用浮动通道作为 测量的 CHB 输入。  

    此致、  

    Justin Beigel

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    您好,

    感谢您的快速回复。

    我已将其传达给我的客户

    祝你度过美好的一天!

    James