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具有扩展范围的电容数字转换器(2)

2022-05-25 15:18 来源:ADI 编辑:电源网

在本例中,CLSB_CAPDAC为:

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范围扩展电路确保检测电容内的电荷转移始终在AD7746的输入范围内。当CAPDAC从CIN1±或CIN2±输入端的检测电容中获取电荷时,被检测的电容下降。这个被检测电容(CDAC_EFF)用于补偿传感器的大电容。CAPDAC电容的1个LSB表示对检测电容的补偿,使用公式10进行计算:

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在本例中,CDAC_EFF为:

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所需的CAPDAC设置可以使用公式11计算得出:

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其中:

DAC_SET表示7位数字码DAC值

CSENSOR表示需要范围扩展的基本电容。

CSENSOR表示中等范围,具有±动态范围的幅值

得出的输入电容范围为CSENSOR ±动态范围。

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其中0x26是一个7位DAC值(0010 0110)

第8位是DACAENA位,需要使能,设置为1,以将CAPDACA连接到电容输入。产生的字节是1010 0110,这相当于0xA6十六进制值,该值可以写入到CAPDAC A寄存器(0xB)中,以得出47 pF中等范围值。

所以,新扩展输入范围为(47 pF ± 50 pF) ≈ -3 pF至97pF。

系统性能

图7显示在11ms转换时间(91sps)模式下,没有外部电容连接到模拟输入(CIN和EXC引脚)的CN0552 CDC的典型噪声直方图。根据10个不同的给定数据集,得出所需的平均RMS噪声值为85.4 aF。

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图7.AD7746噪声,11ms转换时间模式

常见变化

EVAL-CN0552-PMDZ使用双输入通道CDC AD7746。如果只需单个输入通道,可使用AD7745。两款芯片均针对浮地电容传感器而设计。

若需一块极板接地的电容传感器,推荐使用AD7747 。

电路评估与测试

开始使用

本节介绍使用CN-0552测试和测量电容材料的设置和步骤。有关更多信息,请参阅CN-0552用户指南。

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图8.EVAL-CN0552-PMDZ顶视图

设备要求

►EVAL-CN0552-PMDZ参考设计板

►EVAL-ADICUP3029开发板

►The ADuCM3029_demo_cn0552.hex文件

►两个2-pF电容

►一根micro-USB至USB-A电缆

►带USB/端口的PC/笔记本电脑

►PC/笔记本电脑中安装的IIO示波器应用程序

功能框图

图9所示为CN-0552测试设置的功能框图。

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图9.测试设置功能框图

设置和测试

要测试该板,请执行以下步骤:

1.将EVAL-CN0552-PMDZ连接至EVAL-ADICUP3029的母端子板(P9)。参见图10。

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图10.EVAL-CN0552-PMDZ连接至EVAL-ADICUP3029

2. 将USB-A型连接器插入PC,将micro-USB连接器插入EVAL-ADICUP3029。

3. 将aducm3029_demo_cn0552.hex固件刷到EVAL-ADICUP309上。

4. 将两个2pF电容连接到第一个电容的EXCA和CIN(+)引脚,连接到第二个电容的EXCB和CIN(-)引脚。

5. 按下EVAL-ADICUP3029的复位按钮。

6. 打开IIO示波器应用。根据器件设置序列号。按刷新按钮,在显示“ad7746”后,按连接。参见图11

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图11.IIO示波器连接面板

7. 在DMM选项卡上,在器件模块下选择“ad7746”,然后按“所有通道”按钮,显示所有部件属性,然后按播放按钮,如图12所示。

电路评估与测试

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图12.IIO示波器DMM选项卡

ESD警告

ESD(静电放电)敏感器件。带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽管本产品具有专利或专有保护电路,但在遇到高能量ESD时,器件可能会损坏。因此,应当采取适当的ESD防范措施,以避免器件性能下降或功能丧失。

ADI公司的Circuits from the Lab™电路由ADI工程师设计构建。每个电路的设计和构建都严格遵循标准工程规范,电路的功能和性能都在实验室环境中以室温条件进行了测试和检验。然而,您需负责自行测试电路,并确定对您是否适用。因而,ADI公司将不对由任何原因、连接到任何所用参考电路上的任何物品所导致的直接、间接、特殊、偶然、必然或者惩罚性的损害负责。

Circuits from the Lab电路仅供与ADI公司产品一起使用,并且其知识产权归ADI公司或其授权方所有。虽然您可以在产品设计中使用参考电路,但是并未默认授予其它许可,或是通过此参考电路的应用及使用而获得任何专利或其它知识产权。ADI公司确信其所提供的信息是准确可靠的。不过,Circuits from the Lab电路是以“原样”的方式提供的,并不具有任何性质的承诺,包括但不限于:明示、暗示或者法定承诺,任何适销性、非侵权或者某特定用途实用性的暗示承诺,ADI公司无需为参考电路的使用承担任何责任,也不对那些可能由于其使用而造成任何专利或其它第三方权利的侵权负责。ADI公司有权随时修改任何参考电路,恕不另行通知。

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