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[参考译文] TIDA-010232:AMC3330DWER 放大器;ADS131M06IPBS

Guru**** 1980975 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC3330, TIDA-010232, TINA-TI
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https://e2e.ti.com/support/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/1429986/tida-010232-amc3330dwer-ads131m06ipbs

器件型号:TIDA-010232
主题中讨论的其他器件:AMC3330

工具与软件:

根据参考设计 TIDA-010232、我们设计了一个隔离监控电路。 但在我们的案例中、与参考设计不同、AMC3330放大电压 ±2.05V (差分输出信号)提供给  ADS131M06IPBS (24位 ADC)。 (AINXN - AINXP). 为24位 ADC 提供了外部基准(1.25V)。  

这需要修改  V Isolation 公式的计算。 (在设计指南- 公式18中提供)

您能根据我们的用例帮助我们修改 V 隔离公式吗?

此外、如果您可以共享仿真文件。

此致、

Kanhaiya Upreti

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    尊敬的 Kanhaiya:

    在本例中、公式18如下所示:

    Visolation = VinADC*(RinAMC +Rst)/RinAMC *1/GainAMC

    由于 ADS131 具有差分输入、因此计算中不需要 Vref、如果输入端存在负电压、您将通过 SPI 获得负读数。

    此致、
    Andreas

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    感谢您的更新,我们将进一步检查和更新您。  

    我们还有关于地球损失检测的另一个查询。 在我们的电路中、我们使用了两个额外的 TPSI2140QDWQRQ1 (开关)、用于在 DC+、DC-到地之间添加一个1.245M Ω 的已知电阻。 RisoP、RisoN 等式现在将修改为公式21和22 (TIDA-010232)。 但当地球存在和不存在时,准确的最终结果将是什么。 除了计算 RisoP 和 RisoN (使用公式21和22修改)之外是否有其他公式。 此外,如果你可以提供任何测试示例,帮助我们了解在地球存在和缺失条件下的行为。

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    尊敬的 Kanhaiya:

    如果没有已知的 PE 电阻器、就存在问题、我们无法区分 PE 缺失和真正高的绝缘电阻、因为在两种情况下 AMC3330的输入电压都非常低、理想情况下为0V。  

    如果将已知电阻器添加到 PE、则 AMC3330输入端的电压在 PE 缺失时仅为0、否则将测量与 RisoP/N 并联的已知电阻、该电阻始终小于已知电阻。  


    此致、

    Andreas

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    你好 Andreas ,

    感谢解释在地球存在和不存在的条件下的行为,我们将进一步测试和更新你。  

    同时、我们正在测试隔离监测、其中我们仅使用了2个开关)

     我们已经通过前面讨论的方法计算了 RisoP 和 RisoN、还使用了您建议用于计算 VP、Vn 的修改方程

    (Visolation = VinADC*(RinAMC +Rst)/RinAMC * 1/GainAMC)

    我们将遵循软件流程。

    1.开关 SP 闭合、测量 Vp。 您可以使用设计指南第16页的公式(18)计算 SP 闭合时的隔离电压 Vp
    2.打开 SP ,关闭 SN ,测量 Vn ,再次可以用公式(18) 计算隔离电压(本例中为 Vn )。
    3.使用公式(13)和(14)计算 RisoP 和 RisoN
    4.检查阈值。 如果 RisoP 或 RisoN 小于、则故障阈值指示故障。 如果 RisoP 或 RisoN 小于警告阈值、则表示存在警告。

    我们观察到  VinADC 有波动,有时值会变为负值,最终会影响 Visolation 和 RisoP 和 RisoN 值。 请查看随附的 Excel 文件。 您能否确认值和公式是否正常。

    此致 e2e.ti.com/.../isolation_5F00_check_5F00_pos.xlsx

    Kanhaiya

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    根据设计指南-  

    现在使用原始公式13和公式14分别计算 RisoN 和 RisoP 的并联电阻 RisoP || RPE、P 和 RisoN || RPE、N RisoN 和 RisoP 的值可以通过公式21和公式22计算得出。

    为了再次确认、我们将同时闭合 SP 并闭合额外电阻器(从 EARTH 到负极)的开关。 然后使用等式计算 RisoN || RPE  13.

    同样、  我们将闭合 SN 并同时闭合额外电阻器(从接地到正极)的开关。 然后使用等式计算 RisoP || RPE  14.

    那么我们需要使用它

     公式21和公式22。

    RisoN 和 RisoP  

    现在、如果 PE 缺失、则 AMC3330的输入仅为0、否则 我们 将测量与 RisoP/N 并联的已知电阻、该电阻始终低于已知电阻。 .

    我们的理解是否正确?

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    尊敬的  Kanhaiya:

    是、您的过程是正确的、但预计 ADC 上没有负输入电压。  
    ADC 应该不可能获得负输入电压。 但隔离式放大器 AMC3330的输入端可能会有负电压、在设计指南中该电压称为 VinAMC。
    我建议使用已知的 RisoP 和 RisoN 值开始测试、并检查系统是否按预期运行。


    此致、

    Andreas

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     . 您能建议任何其他方法,我们可以验证我们的结果,您也说我们可以得到负电压的 AMC3330输入,( VinAMC ). 但是、我们只是将相同的电压馈送到与 MCU 通信的24位 ADC。 会影响 Risop 和 Rison 值吗。 我们仍在使用您建议的修改公式-  

    "Visolation = VinADC*(RinAMC +Rst)/RinAMC *1/GainAMC

    由于 ADS131 具有差分输入、因此计算中不需要 Vref、如果输入端存在负电压、您将通过 SPI 获得负读数。"

    您能否向我们提供任何方法来调试我们的问题并验证我们的测试结果?

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    尊敬的 Kanhaiya:

    您能否更详细地描述该问题? 也许您的设置方框图会有所帮助。
    验证结果的唯一方法是测量系统不同点的电压。  

    此外、我还建议构建简单的文件仿真、以便比较测量和仿真结果、并找出误差的根。  

    此致、
    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    是的,我正在分享一个粗略的图(附在这个消息),让你的想法我们的设置 ,有一个修改虽然,而不是6.81k res    ,我们正在使用11 (33.2k )电阻从 DC+ 到 S1 (第一个开关),也从 DC -到 S2 (第二个开关)。  

    我们将进行测量,另一个问题,在第一个答复中,您说报价"在计算中不需要 Vref ,因为 ADS131 有一个差动输入,如果输入上有负电压,您将通过 SPI 获得负读数。"  

    那么我们会得到负电压吗?  该负电压将用于导出隔离电压

    Becoz ,(Visolation = VinADC*(RinAMC +Rst)/RinAMC *1/GainAMC),

    然后是 RisoP/N 这会给我们两个-/+电阻...?

    您能否确认 哪些值可能为负值、哪个值应该为正值?  

    此致、

    Kanhaiya  

    e2e.ti.com/.../IsolationMonitreing.pdf

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    尊敬的 Kanhaiya:

    感谢您分享该图、这对您有很大帮助。
    是的、您会得到负电压、但没关系、这不会导致负电阻、这将在 RisoN/P 的公式中被抵消

    由于我们减去基准电压、因此 TIDA-010232也会为 Visolation 产生负值。

    此致、

    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    我们已经通过探测和 ADC 测量了电压,没有差异,但我们注意到,开关 TPSI2140Q 接通后,Vin P/N (感应电阻器上的电压)读数更多,但在3-4之后读数稳定。 (降低并保持稳定、同时具有更小的电压值)

    我已经准备了 Excel 工作表、其中包含通过公式计算 RisoP 和 RisoN 的手动计算器。 (您可以通过提供 VINP/VInN 值来进行验证)、并与通过 ADC 计算出的 Risop/n 匹配、以及与手动计算器进行比较。

    它还包含从 ADC 通过 MCU 读取的 VInP、VinN 以及通过固件计算的 VP、VN、RisoP/N 值。

    1.为  VInP、VinN 分别设置为负值和正值。 这最终有时会为我们提供 RIsoP 和 RisoN 阴性。

    2.在通过固件和 Excel 计算器计算的 RisoN 值之间有一些不明确性。

    为什么会这样呢? 、我们的软件流程如下  

    1.我们获取10个 VInP 读数来关闭 P 侧开关并计算 Vp

    2.我们获取10个 VInN 读数来关闭 N 侧开关并计算 Vn

    3.我们忽略前4个读数(我们注意到 在3-4个读数后它会稳定下来)

    4.然后从上面的读数中得到 Vp 和 Vn 值、计算 RisoP 和 RisoN  

    对于 EG -被视为读取第5个读数的 RisoP 和 RisoN、Vp 和 Vn 值将为1个读数。

    您能不能 检查 Excel 和我们在计算器中使用的公式,也请解释为什么我们在计算器和 ADC Calculation.e2e.ti.com/.../Isolation-Monitreing-Sheet.xlsx 中得到负电阻

    等待您宝贵的回复  

    谢谢!

    Kanhaiya   

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    尊敬的 Andreas:

    我们还尝试了另一个练习、即将一个从 DC-连接起来、另一个从 DC+连接到接地。 然后我们继续测量 RisoP 和 RisoN ,但这些值没有接近100K 的值。 (900k )我已附上纸张。 还有,当我们移走地球的时候,我们仍然得到一些抵抗,但它比地球存在的时候更少。 (30万)

    e2e.ti.com/.../Earth-Detect.xlsx

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    尊敬的 Andreas:

    是否有关于此问题的任何更新? . 在对 Visolation 的值求平均值并遵循确切的软件流程和时序之后、我们仍会获得类似的结果。

    附加文件显示了结果,仍然得到一些负电阻,而且 RisoP 和 RisoN 值是不同的,偏差太大在 RisoN 的情况下。 您能建议我们的公式或设置的任何更改或问题吗?

     

    e2e.ti.com/.../Isolation-Monitreing-results-_2800_averaging_2900_.xlsx

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    尊敬的 Kanhaiya:

    说实话、我目前不知道您的设置中存在什么问题。  
    我想您需要一步一步地调试这个调试。 首先、不要使用 PE 回路的损耗。

    从 Excel 工作表中、我看到您使用的是 RSTN/P = 365k Ω 且 RinAMc = 294 Ω。

    请使用两个100k 电阻来模拟 RisoP 和 RisoN。

    然后、请关闭 SP:
    在这种情况下、AMC3330输入端的电压应为141mV。
    ADC 输入的电压应该为 282mV。


    然后断开 SP、闭合 SN。 在这种情况下、AMC3330的输入电压应为-141mV  
    ADC 输入上的电压应该为-282mV。

    能否验证这些电压。  

    如果将该值放入 Excel 工作表、则计算结果符合预期、得到 RisoN 和 RisoP 为100k。




    此致、

    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    我们将尝试您推荐的上述测试、在外部使用两个100k 电阻器从 DC+连接到地、并从 DC-连接到地。 然后验证我们是否将 RisoP 与 RisoN 值设为接近100k

    . 一个怀疑是,你已经使用了我们发送的计算器表,我可以看到 RisoP & RisoN 大约109k &-109K。

    该值是否正确(不是100k)? 此外、电阻值为负值 是否正常? . 我们是否期望通过固件获得相同的结果?

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    尊敬的 Kanhaiya:


    这是因为我没有输入 vinAMCP 和 vinAMCN 的所有十进制值、而我模拟的是400V、而不是402.77V。

    此外、RisoN 的公式中也存在错误。 您需要除以 VP、而不是 VN。  
    因此您的公式可以是: =((B7+B6)*(B16+B18-B17))/B8

    此致、

    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    感谢您的更正。 我们已经修改了公式,是的,现在电阻是正的。 我们将使用外部100k 电阻重新读取读数、以验证设计。  

    同时、您可以提供您的仿真文件。 TINA-TI /PSPICE/LTSPICE 任何格式都可以。 我们会根据设计进行修改并进行验证。

    此致

    Kanhaiya  

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    e2e.ti.com/.../Full_5F00_AFE_5F00_SignalChain.TSC

    尊敬的 Kanhaiya:

    找到随附的 Tina 仿真。

    此致、

    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    感谢仿真、我们最终得到了与仿真电路相同的电压、并得到了100k 的 RisoP 和 RisoN 值。 感谢您的支持。

    我们现在正在测试是否存在地球损失。 在我们的电路中,我们有两个额外的开关,基本上添加1.245 M 欧姆电阻器从 EARTH 到 DC +和 EARTH 到 DC -. 我们将这两个开关打开、然后测量 RisoP 和 RisoN 值。

    当存在接地时、固件日志如下所示- (使用方程式13和14)

    VDC:402.817230、Vp:74.473371、Vn:-74.576750、RisoP:1243689.968640、RisoN:1245416.375310

    如您所见,当存在接地时,我们得到的值非常接近已知电阻器1.245M。

    现在,当我们移除地球的值被改变,如下面给出-(使用等式13和14。

    VDC:402.720520、Vp:78.246364、Vn:-77.659671、RisoP:1161596.654114、RisoN:1152886.966650

    我们怎么能肯定地知道地球是不存在的?

    我会假设基于 RisoP 和 RisoN 值?、

    1.当数值不接近已知阻力时,地球不存在?

    2.当数值接近已知电阻时,是否存在接地?

    然后、我们尝试了 TIDA-010232中给出的公式、该公式说明了对 RisoP 和 RisoN 公式的一些修改、我们 实现了该修改。

     公式21和公式22。  

    但只是为了确认我们的理解.

     RisoP || RPE、RisoN || RPE、这是使用等式13和14获得的值。 对吗?

    在我们的案例中、RPE,P 和 RNE,N 将为124500欧姆(1.245M Ω)?

    然后我们使用公式21 和计算 RisoP 与 RisoN  22.

    请查找通过下方的 Eq 21和22计算得出的 RisoP 和 RisoN 值的固件日志(如果存在接地)

    1.VDC:402.909180、Vp:74.563210、Vn:-74.538084、

    RisoP:1244535.065907、RisoN:1244115.693987  (公式13和14)

    earthRisop:3332614619.412250 earthRisoN:1751570176.805691   (EQ 21 & 22)

    2. VDC:402.854309、Vp:74.474698、Vn:-74.635424、

    RisoP:1242599.999988、RisoN:1245281.682253 (公式13和14)

    接地 RisoP:644596055.826956接地 RisoN:-5503987846.279185  (均衡21和22)

    请查找通过下方的 Eq 21和22计算得出的 RisoP 和 RisoN 值的固件日志( 无接地)

    1.VDC:402.939453、Vp:77.862760、Vn:-77.973862、

    RisoP:1158267.654711、RisoN:1159920.379793 (公式13和14)

    接地 Risop:16626360.388558接地 RisoN:16973522.793565 (等效于21和22)

    2 V 直流:402.849060、Vp:78.513005、Vn:-78.400813、

    RisoP:1146516.876077、RisoN:1144878.554049 (方程式13和14)

    earthRisop:14493990.988998 earthRisoN:14236448.407788 (EQ 21 & 22)

    在上述测试中,我们也无法得出结论,我们认为地球是不存在或存在的,是什么依据呢?

    此致

    Kanhaiya

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    尊敬的 Andreas:

    是否有关于上述问题的任何更新?  

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    尊敬的 Kanhaiya:

    如果测量值 R_PE_N/P || RisoN/P 远大于已知电阻 R_PE_N/P、则可以检测到接地损失、因为在并联连接中、并联连接不可能大于单个电阻之一。

    此致、

    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    我们 使用 公式13和14测量了 R_PE_N/P || RisoN/P、已知电阻为1.245 M 欧姆、当接地时、我们得到的值接近  1.245 M 欧姆。 但当接地断开时、1.12 M Ω。 这根据您的陈述是不准确的。 "如果测量值 R_PE_N/P || RisoN/P 远大于已知电阻 R_PE_N/P/、则可以检测到接地损耗"。

    我们可以通过电话联系进行简短讨论吗?

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    还有一件事我们的接地和数字接地是连接的,它会影响计算吗?

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    您能否提供您的电子邮件地址以便我们进行连接?

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    尊敬的 Andreas:

    正在等待您的回复。

    此致、

    Kanhaiya  

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    尊敬的 Kanhaiya:

    当接地时、测试用例中的 RisoN 和 RisoP 值是多少?

    连接数字 GND 和接地不应对测量产生负面影响、但会使 AMC3330和 TPSI2140提供的隔离过时。 在这种情况下、非隔离式解决方案的性能更好。

    此致、

    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    在本例中、RisoN 和 RisoP 的值为1.245 m Ω、我们可以通过板载附加开关启用该值。

    我们的设置如所示 已连接仿真 .

    案例1。

    SPST1和 SPST2已启用且存在 EARTH。

    然后 通过公式 13和  14 (在固件上)计算 RisoP 和 RisoN

    各项结果 .

     VDC:402.909180、

     副总裁:74.563210、

     Vn:-74.538084、

    RisoP:1244535.065907

    RisoN:1244115.693987  

    案例2.

    SPST1和 SPST2已启用、而 Earth 不存在 。

    然后 通过公式 13和  14 (在固件上)计算 RisoP 和 RisoN

    各项结果

    VDC:402.939453

    VP:77.862760、

    Vn:-77.973862

    RisoP:1158267.654711

    RisoN:1159920.379793

     

    注-我们正在打开两个  SPST1和 SPST2 分量  然后测量地球存在和缺失条件下的 RisoP 和 RisoN。

    如您所见、当没有接地时、 RisoP 和 RisoN 的电阻值较小(1.15M Ω)、而已知电阻为1.245 M Ω。  

    这不应该是情况下,根据你的建议,它应该是高得多的已知的阻力?

    您有什么建议?

    e2e.ti.com/.../Isolation-Monitreing-Updated.TSC 

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    关于隔离监控。

    尽管在将已知电阻从 EARTH 连接到 DC+以及将 EARTH 连接到 DC-时、我们会得到已知的电阻。  

    但当我们删除这些已知值,并计算实际的 RisoN 和 RisoP

    RisoP 和 RisoN 值的值在开启 SP/SN 后似乎随着时间的推移而增加。

    请在下面找到测量的 RisoP 和 RisoN 值的日志。 这些样本每5ms 间隔捕获一次。 请验证日志。
    在接通 SN/SP 后的特定时间内、我们是否需要考虑样本的时序限制?

    e2e.ti.com/.../Isolation_5F00_test_5F00_logs.txt

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    尊敬的 Andreas:

    有关 开关接通后 Vin ADC 和 VP 值随时间推移而下降的问题的任何更新? 我还共享了我们的固件的日志。

    这将导致问题,因为我们有一个广泛的数据,其值不断地减少的时间,我们需要从他们的平均值20进一步计算 RisoP 和 RisoN。

    还请您分享您的电子邮件,以便我们可以连接,因为这项隔离监控任务是优先的。

    此致、

    Kanhaiya

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    e2e.ti.com/.../0638.Isolation-Monitreing-Updated.TSC

    尊敬的 Kanhaiya:


    请在下面找到更新的仿真。
    对于 PE 缺失检测、您仍然需要 R_PE_N 和 R_PE_P、但在仿真中还需要一些 RisoP 和 RisoN、否则将不存在闭环。
    R_PE_P 和 R_PE_N 的 PE 连接也需要与 RinAMC 的连接分别连接到 PE、
    此外、永远不能同时打开 SP 和 SN、结果就没有意义。
    此过程是 打开 SP->Measure VP -> Turn Off SP -> Turn On SN -> Measure VN -> Turn of SN -> Calculate RisoP/N
    如果启用了 PE 缺失检测、情况也是如此。 仅 RisoP 和 RisoN 的计算与不同。

    如果在开关关闭后继续测量电压、则会出现不断下降的电压、因为 ADC 的采样电容器需要持续充电。 仅当开关配置正确时才进行测量。


    此致、
    Andreas

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    尊敬的 Andreas:

    感谢更新后的仿真

     即使 开关打开、电压也会持续下降。  

    如您所见、即使我们一直保持开着开关。 VinADC 随着时间的推移而持续降低。

    这种效应的原因可能是什么,我们不确定20个样本中的哪一个应该从这些递减值中考虑?

    此外、这些值是稳定的还是会出现这种影响?

    按照以下过程 打开 SP->Measure VP -> Turn Off SP -> Turn On SN -> Measure VN -> Turn of SN -> Calculate Riso P/N

    但对于 VP、VN 的测量、我们将每次采样100个(我之前发送给您的样本可以进行验证)

     当打开开关并收集200个样本(100个样本 VP 和100个样本 Vn)时、会观察到 VinADC 保持导通状态随时间的下降行为。

    此致、

    Kanhaiya

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    尊敬的 Andreas:

    对于隔离监测,现在我们正在使用附加开关从地球应用1.245兆欧到直流-和地球直流+。 然后、我们将计算 RisoP 和 RisoN、我们将接近1.245兆欧。 即 (RisoN || RPE)和  (RisoP || RPE)。  

    然后、我们在公式21和22中将其用于获得实际的 RisoP 和 RisoN 值。  

    然后、我们将阈值保持在这些实际的 RisoP 和 RisoN 值、用于警告和故障。

    假设实际 RisoP 和 RisoN 值降至50万,我们将得到值(1.245Mohm || 50万) ,然后我们可以找出实际 RisoP 和 RisoN  

    使用公式21和22、即50万、然后我们可以发出警告。

    我们使用这种方法是因为仅使用2个开关,我们得到了非常高的不稳定的实际 RisoP 和 RisoN 值。

    我们是否可以将此方法用于隔离监控 ???

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    您好、Andreas  

    是否有任何关于此问题的更新? 我们可以使用这种方法吗?

    此致  

    Kanhaiya  

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    尊敬的 Kanhaiya:

    我对你所面临的问题感到抱歉。 在我们的实验练习中、我们没有遇到任何此类问题。


    关于持续下降的电压:

    这是 ADC 输入端的电压吗? 如果为真、AMC3330输入端的电压是否也会降低?  

    2.该电压是降至0还是稳定 ta 值大于0?
    如果稳定至大于0的值、可能是由放电的电容器引起的。 在这种情况下、您需要等待测量、直到电压稳定。


    是的、您可以使用上面描述的过程、如果等式21或22导致值低于50万、您可以发出警告。
    阈值应针对实际 RisoP/N 值进行设置。

    此致、

    Andreas

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    您好、Andreas、

    感谢对该程序的确认。  

    在设计指南中,我看到了一个测试设置,其中 使用了 RisoN 和 RisoP ,电阻组。

    电阻组的设定值将显示在查找 RisoP 和 RisoN 时。

    问题是、你们是否移除了这些电阻组并获得了稳定的 RisoP 和 RisoN 值?

    像莫姆的 RisoN 和 RisoP 的一些稳定值??

    此致、

    Kanhaiya

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    尊敬的 Andreas:

    是否有与上述情况有关的更新?

    此致

    Kanhaiya

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    尊敬的 Kanhaiya:

    我们仅使用电阻组进行了测试、模拟 RisoP 和 RisoN。 移除这些电阻组后、您将仿真 RisoP 和 RisoN 走向无限、这将导致不稳定的结果、因为该结果仅取决于此时的噪声。

    此致、

    Andreas

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