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[参考译文] FDC2114EVM：估算电容测量的谐振

admin
Guru**** 1144750 points
Other Parts Discussed in Thread: FDC2114, LDC1314, 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/1178537/fdc2114evm-estimating-resloution-of-capacitance-measurement

器件型号：FDC2114EVM
主题中讨论的其他器件：FDC2114、 LDC1314、 FDC1004

您好！

出于博士研究目的、我们对 FDC2114 CDC 感兴趣。 我们有一个无电感分量的应变电容传感器(本质上是一个可扩展的两板电容器)。 我们计划使用 FDC2114 EVM 板测试 FDC2114。 但是、对于我们的应用而言、尽可能实现0.01pF 甚至0.001pF 的测量分辨率非常重要。

我的理解是，采集的 FDC2114测量的分辨率取决于传感器电容值和 LC 振荡电路。 我们的传感器的基极电容值往往介于20~30 pF 和变化范围+/- 10~22pF 之间。 我的问题如下

  • 对于 具有值 L=1.8microH 和 C=33pF 的内置 LC 振荡电路的 EVM 板，我们的传感器是否可以实现0.01pF 甚至0.001pF 的分辨率？
  • 对于任何给定的传感器电容、我如何估算通用分辨率范围？ 假设我使用的是 EVM LC 振荡器。
  •  本 应用手册第3页表中的值是否是20pF 传感器测量分辨率的近似值？
  •  本文中描述的方法是否可用于近似计算应变电容传感器的电容分辨率？
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    TI__Guru**** 1144750 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。

    您希望测量的电容范围(最小值到最大值)是多少？

    FDC2114芯片与电感式传感器 LDC1314非常相似、其应用手册介绍了分辨率、可能会有所帮助：  
    优化 LDC1312和 LDC1314的 L 测量分辨率。

    此致、
    John

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    TI__Guru**** 1144750 points
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    您好！

    感谢您的回答、

      根据生成的样本、传感器值略有不同、但 范围 应覆盖在10pF 和50pF 最大值之间  在   这种情况下、FDC2114 EVM 广泛是否适合提供所需的分辨率？

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    TI__Guru**** 1144750 points
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    很难说该部件是否能够满足您的需求、因为还有其他因素会影响解决方案。
    外部 EMI 是一个大问题。 分辨率也会随传感器的参数而变化。

    如果您可以支持另一个传感器频率、则可以考虑使用 FDC1004。
    它具有开关电容器前端、具有25kHz 的固定传感器频率、不使用谐振传感器。  
    它还内置有源屏蔽驱动器、用于增强 EMI 管理。

    它具有16位有效分辨率、 数据表 报告的测量分辨率为0.5fF。
    标称测量范围为 ±15pF、但可通过可编程内部偏移将其扩展至0pF 至115pF 的范围。

     您可以在 FDC1004常见问题解答页面上找到完整的 FDC1004配套资料列表。

    此致、
    John

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    TI__Guru**** 1144750 points
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    您好！

    感谢您的建议、

    我确实需要进一步澄清以下几点：

    • 假设我决定为我的应用使用 FDC1004、并且我通过 CAPDAC 寄存器固定了标称电容、例如40pF、这意味着+/-15pF 将从该点开始测量 (这意味着我可以测量最小25pF 和最大55pF 的范围)？  如果我的传感器值超过55pF 限制、输出是否会简单地被抽取？

     

    • 我对传感器频率项很好奇，直到现在我已经假设对于 FDC2114，由于它是基于谐振的电路，因此传感器频率是指与 LC 振荡电路(Csensor || Ltank || Ctank)并联的传感器等效电路的谐振频率。 但对于没有谐振电路的 FDC1004、传感器的频率代表什么？ 它是芯片用于对传感器电容器进行充电和放电的信号的频率吗？
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    TI__Guru**** 1144750 points
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    如果超过 CAPDAC 偏移值的±15pF 范围、它将饱和。

    FDC2xxx 基本上是一个数据转换器、此转换器计算谐振波形的轴交叉(与常见 A/D 所做的电压阈值交叉相对)并将计数与一个基准相比较。 传感器频率随传感器电容的变化而变化。

    FDC1004使用开关电容器接口来检测传感器电容的变化。 开关电容接口确实会检测传感器信号的变化、但频率不起 主要作用。

    此致、
    John

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    TI__Guru**** 1144750 points
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    非常感谢、  

    非常有帮助、非常感谢。