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[参考译文] FDC1004:屏蔽驱动器大于400pF?

Guru**** 2589300 points
Other Parts Discussed in Thread: FDC1004, FDC2214, TIDA-00317

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/656503/fdc1004-greater-shield-drive-than-400pf

器件型号:FDC1004
主题中讨论的其他器件: FDC2214TIDA-00317

您好:

根据我做的一些初步计算、我相信我计划使用的屏蔽可能大于400pF、即 FDC1004限值。 如何将其扩展至驱动大于400pF 的电容?

我假设 FDC1004屏蔽驱动器是一个电流源、那么我可以向 其输出添加什么电路来保持完全相同的电压振幅、但具有更大的电流驱动能力?

此外、FDC1004仅支持浮动电容器传感器还是接地传感器?

谢谢、

David

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    您好!

    FDC1004的满量程范围为400pF、其中包括电容 DAC 的偏移消减。 如果您遇到满量程范围的限制、我建议使用我们的基于谐振传感的电容式传感器之一、如 FDC2214。 它同样具有4个通道、但具有更高的分辨率和更大的动态范围(高达250nF)。  主要缺点是与 FDC1004相比、它没有集成屏蔽驱动器。 但是、您可以使用无源接地层来屏蔽具有相同效果但有一些灵敏度损失的传感器、具体取决于传感器与接地之间的距离。 查看此器件、并让我们知道它是否能更好地满足您的应用需求。

    谢谢!

    Luke

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    Luke:

    没有集成屏蔽驱动器对我来说是一个障碍、因为空间是一项宝贵的工作。 我担心、使用 FDC2214时、外部 LC 振荡电路产生的 EMI 可能会成为问题。

    现在、FDC1004是否支持浮动电容器传感器、即传感器端连接到通道 A 和 B 的位置、还是仅支持接地传感器?

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    您好!

    请注意、如果它只是具有>400pF 的屏蔽驱动器、那么您可能会连接一个能够驱动大电容负载的运算放大器来缓冲引脚。

    对于引脚连接、传感器输入需要以固定电压电位为基准。 这可以是接地或与传感器连接异相的输入/屏蔽驱动器。  因此、如果您将 CIN1连接到传感器并将 CIN2连接到传感器(其中 CIN1和 CIN2相位差)、则可以相互参考。 我建议阅读我们的一些应用手册、这些手册将提供更深入的详细信息:

    您还可以在我们的应用手册页面 http://www.ti.com/sensing-products/capacitive-sensing/capacitance-to-digital-converters/technical-documents.html#上找到其他相关的配套资料 

    请告诉我这是否能够回答您的问题。

    谢谢!

    Luke

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    感谢您提供的出色参考资料...

    在我的特定情况下、我尝试确定注射器内的液位高度。 不允许传感器位于注射器内部、因为这会污染液体、因此电极将放置在注射器外部。 我想让我的传感器和接地电极作为平行板彼此面对180度、因为它们缠绕在注射器周围。

    您的应用手册建议在两个电极的两侧放置一个有源屏蔽层、作为两个电极下方的连续平面。

    现在、:

    1、这是否会在顶部的接地电极和其下方的有源屏蔽层之间产生新的电容? 如果是、
    2.如何消除这个额外的电容? 或
    3.是否应仅将接地平面放置在接地电极下方以消除此额外电容?

    谢谢、
    David
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    您好!
    如果您使用有源屏蔽、则它不应是覆盖 CIN1和 CIN2的连续金属。 相反、您应该使用 SHLD1仅覆盖 CIN1部分、而使用 SHLD2仅覆盖 CIN2部分、并使 MEAS1成为 CIN1 - CIN2。 这看起来像是 TIDA-00317 (www.ti.com/.../tida-00317)的改编版、 其中柔性会缠绕注射器。 这应该为屏蔽和灵敏度提供最佳解决方案。 您还可以考虑在同一相位中使用所有4个传感器、其中单个传感器绕过注射器的圆周、其他通道间隔为已知间隔、彼此相距较远。 然后、可以在 PCB 底部以相同相位使用单个连续屏蔽驱动器。 如果屏蔽层和传感器处于同一相位、则不会在它们之间产生电容、这会将它们保持在同一电位。 请告诉我这些解决方案中的任何一种是否适合您。
    此致、
    Luke
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    好的、如果我理解正确、那么您首先建议使用您所讨论的异相(OOP)方法来消除杂散干扰、对吧? 毕竟、无论我是将注射器握在手中、还是放在远离我的位置的桌子上、液位读数都应相同。

    那么、让我们看看以下内容是否正确...

    CIN1连接到1级电极,SHLD1平面位于下方,CIN1和 SHLD1之间不产生电容。

    2. CIN2连接到另一个1级电极(位于注射器的另一侧、但尺寸和尺寸相同)。
    SHLD2平面位于下方,CIN2和 SHLD2之间不会产生电容。

    3. CIN3和 CIN4分别连接到 RL 和 RE 传感器(我希望哪条通道具有哪一个传感器无关紧要)。
    SHLD1位于 RL 下方、SHLD2位于 RE 下方、对吧?

    4.没有电极或传感器端子接地、对吗?

    在上述情况下、根据 OOP 方法的要求、SHLD1和 SHLD2驱动信号彼此之间的相位差为180度、对吧?

    我可能会感到困惑的原因是、您的数据表中未提及 OOP 差分方法、并且没有清晰的原理图说明我如何调整它以用于我的情况。 所有示例都有一个主要的接地传感器电极,在我的案例中,我似乎没有这种电极。

    谢谢、
    David
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    您好!
    您的所有要点都正确。 有关差分传感器的传感器和屏蔽连接的说明、FDC1004数据表介绍了第10页屏蔽的基础知识以及第12页底部差分连接的基础知识。 我之前链接的应用手册和 TI 参考设计提供了更多详细信息、但听起来您的推理是正确的。 如果其他任何事情没有意义、只需让我们知道。
    谢谢!
    Luke
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    谢谢 Luke…… 如果下面的屏蔽层比顶部的传感器大(宽度和长度)、我希望我的所有假设都保持不变。 应用手册指出、这是最大限度地减少来自侧面的干扰的最佳方法、但这是基于接地的传感器。 有什么想法吗?
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    您好!
    屏蔽层可以伸出传感器区域。 实际上、使用更大的屏蔽传感器、您可以从外部环境获得更好的屏蔽效果。
    谢谢、
    Luke