Jump to content

    

CPC1019N + ADS1247

Добрый день, коллеги!

 

В некой схеме ADS1247 измерят напряжение порядка 1 мВ, и измеряет стабильно. Измерение выполняются дифференциально, т.е. к сточнику сигнала подключены два входа АЦП, настроены коэффициенты усиления и частота выдачи результата.

Всё прекрасно. Но в один момент понадобилось сделать коммутатор так, чтобы можно было подать напряжение на АЦП с обратным знаком (я знаю, что внутри у неё тоже есть коммутатор, но нужен внешний). Сделали его на четырёх ключах CPC1019N. Схема банальная мостовая. Всё работает.

Но вот в один момент выяснили интересный нюанс, если вернуться к первоначальной схеме без коммутатора, но в одной из диффлиний оставить ключ (другая же представляет собой просто дорожку), то наблюдается небольшое завышение результата измерения на 5 - 10 мкВ. Причём если измерять длительно, то результат плавно возвращается к норме. Примерно через 20 - 30 сек. Частота выборок 10 SPS. Мне вот, что не понятно, входной ток АЦП принебрижительно мал (порядка 100 пА), в схеме нет элементов с утечками (проверяли). Там стоят банальные двухзвенные RC-фильтры. Значит на сопротивлении 0,6 Ом (из документации CPC1019N) упадёт очень мало, что не может дать такой погрешности. Я думал, что ключ генерирует некую ЭДС, и даже проверил это. И выяснил, что нет. Не генерирует. Если во вторую диффлинию врезать ещё один ключ, то погрешность исчезает. Вот и не понятно, откуда берётся вольтдобавка... Если кто-нибудь может объяснить подобное поведение, буду очень рад. Да, в рабочей схеме пробовал измерять напряжение на ключе, там около +- 5 мкВ, но я списываю это на погрешность мультиметра (Sanwa PC5000a).

 

P.S. Отсюда напрашивается правило: делать диффсхему абсолютно симметричной (каждая линия выполнена по одинаковой схеме), даже если на первый взгляд всё должно работать.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А какое-то постоянное смещение есть во входных сигналах?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Там стоят банальные двухзвенные RC-фильтры.

Генерировать напряжение может C, если это керамика. Причем от перепадов температуры.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А какое-то постоянное смещение есть во входных сигналах?

Да, примерно 600 мВ, но оно не превышает синфазного допустимого для АЦП.

 

Генерировать напряжение может C, если это керамика. Причем от перепадов температуры.

Я вообще удивляюсь схемотехнике, но там в цепях стоят банальные X7R, хотя измеряются напряжения от 10 мкВ до 1 В. Я как-то думал, что в такие низковольные цепи хуже NP0 ставить нельзя, лучше плёнку. Автор схемы не я, и по заялвением тех, кто её делал - схема надёжная. И вроде это действительно так. Но добавление ключа в одну линию дало интересный результат.

Share this post


Link to post
Share on other sites
P.S. Отсюда напрашивается правило: делать диффсхему абсолютно симметричной (каждая линия выполнена по одинаковой схеме), даже если на первый взгляд всё должно работать.

Это правило напрашивается не отсюда, это аксиома. А исследовать эффекты, которые могут возникать при заведомом нарушении норм - это надо иметь проблемы с занятостью... :rolleyes:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да, примерно 600 мВ, но оно не превышает синфазного допустимого для АЦП.

Похоже при включении токи утечки перераспределяют заряды между емкостями оптопары и схемы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это правило напрашивается не отсюда, это аксиома. А исследовать эффекты, которые могут возникать при заведомом нарушении норм - это надо иметь проблемы с занятостью... :rolleyes:

Ну смотрите, вот есть диффвход АЦП. К нему подключен источник сигнала 100 мкВ. Давайте не будет принимать во внимание наложение спектра, и обойдёмся без фильтров. Т.е. источник сигнала подключен ко входу. Входной ток АЦП мал, например 100 пА. Затем в одну из диффлиний мы включили резистор 1 Ом. Ну что вроде бы должно измениться? Входной ток АЦП слишком мал, чтобы создать на резисторе хоть како-либо значимое по-сравнению с амплитудой сигнала падение напряжения? Или я не прав?

 

Похоже при включении токи утечки перераспределяют заряды между емкостями оптопары и схемы.

Гм... не совсем понимаю вас, можно чуть подробнее?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Входной ток АЦП мал, например 100 пА

Это постоянный, т.е. утечка, а переменный у СД АЦП десятки миллиампер.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Это постоянный, т.е. утечка, а переменный у СД АЦП десятки миллиампер.

Этот ток создаётся модулятором? Или что это? Как он по английски называется? Как же мало я знаю о SD ADC ещё...

 

Вроде бы и даташит на АЦП читал, и манулы и app notes...

Может быть есть умная секретная книжечка, которая раскроет все аспекты этих АЦП?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нет ли там еще наброса заряда при переключении ключа. Попробуйте заменить на резистор 1 Ом - будет ли такой же эффект.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Частота выборок 10 SPS.

Значит на сопротивлении 0,6 Ом (из документации CPC1019N) упадёт очень мало, что не может дать такой погрешности.

Я думал, что ключ генерирует некую ЭДС, и даже проверил это. И выяснил, что нет. Не генерирует. Если во вторую диффлинию врезать ещё один ключ, то погрешность исчезает.

0.6Ом это по DC, а на частоте модулятора и кратной ей (которые потом на DC отразятся), перекос дифференциального входа может быть куда больше из-за ёмкостей/индуктивностей ключа например.

ключ медленный и большой, почти на 1А, на 1МГц какой у него там будет импеданс в открытом состоянии?

 

Это постоянный, т.е. утечка, а переменный у СД АЦП десятки миллиампер.
The device inputs are buffered through a high-input impedance PGA before they reach the ΔΣ modulator.

он правда чоппер и тоже входами щёлкает, но не на десятки мА.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Нет ли там еще наброса заряда при переключении ключа. Попробуйте заменить на резистор 1 Ом - будет ли такой же эффект.

Ок, завтра на работе попробую.

 

0.6Ом это по DC, а на частоте модулятора и кратной ей (которые потом на DC отразятся), перекос дифференциального входа может быть куда больше из-за ёмкостей/индуктивностей ключа например.

Ок, спасибо!

 

Всё-таки есть ли информация по таким АЦП, собранная в одном месте? Я сейчас свою библиотеку открыл, там у меня в разделе "АЦП" лежит пара книг, и статей пара десятков.

 

 

ключ медленный и большой, почти на 1А, на 1МГц какой у него там будет импеданс в открытом состоянии?

1 МГц это от модулятора*?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 МГц это от модулятора*?

в даташите конкретное значение указано должно быть.

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
в даташите конкретное значение указано должно быть.

Я просто в даташите не могу найти величины токов по AC.

Share this post


Link to post
Share on other sites
The device inputs are buffered through a high-input impedance PGA before they reach the ΔΣ modulator.

Это они про виртуальный, запредельное синфазное — тому доказательство.

 

Нет ли там еще наброса заряда при переключении ключа.

Присоединяюсь.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this