ZHCAB89 February 2021 ADS1120 , ADS112C04 , ADS112U04 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122U04 , ADS124S06 , ADS124S08 , ADS125H02 , ADS1260 , ADS1261 , ADS1262 , ADS1263
如果使用的是高侧 RREF,则需要在执行诊断测量时进行多项配置更改:
需要另一个基准电压源,以便检查对故障进行测量的结果,因为这种情况下无法强制电流流过 RREF。此操作与所有其他测量例程都不同,并一定要确保在诊断周期完成时重新选择外部 VREF 输入。
另外,在必要时考虑使用最后三个步骤,因为系统可能已在诊断测量开始前进行了这样的配置。例如,单 IDAC、3 线 RTD 系统始终要进行两次测量,以消除引线电阻:首先是 AINP 和 AINN 之间,其次是 AINN 和 AINCOM 之间。因此,可以在第二次测量后、已选择 AINN 和 AINCOM 时实现此诊断例程,从而节省一些通信和开关时间。另外,系统可能正在测量较大的 RTD(例如 Pt1000),其中 PGA 增益已设为 1V/V 并且 IDAC 电流强度较小。后两个步骤对于故障检测非常重要,此节稍后会更详细地介绍这方面内容。
图 3-5显示了如何为采用高侧 RREF 的单 IDAC、3 线 RTD 系统实现诊断测量。
如果此诊断测量期间引线 2 未断开,那么 AINx 引脚上会出现以下电压(由Equation1 和Equation2 确定):
AINN 和 AINCOM 之间产生的差分电压 VIN (no wire break)可以通过Equation3 计算,其中假定 RLEAD2 = RLEAD3,IDAC1 = IDAC2 且 RFILTER 电阻器匹配良好:
如果没有发生会导致电路运行方式发生改变的故障,VIN (no wire break)电压会非常小,因为 RLEADx 在大多数情况下都小于 10Ω。
相比之下,当引线 2 断开时,IDAC1 接地路径会消失,从而导致 IDAC1 试图强制电流进入高阻抗模拟输入 AINN。高阻抗作用相当于开路,因此当 IDAC 电路尝试保持恒定电流时,AINN 上的电压会升高。最终,此电压会被驱动至正电源 (AVDD),使得目前的 AINN 也约等于 AVDD。
另外,AINCOM 上的电压实际上会降低,因为 IDAC1 不再能够流过 RLEAD3 和 RBIAS,进而导致 AINCOM 处出现一个绝对电压,如Equation4 所示:
AINN 和 AINCOM 之间产生的差分电压 VIN (wire break)可以通过Equation5 计算得出:
假设根据此节开头时讨论的配置更改选择了较小的 IDAC2 强度,VIN (wire break)会明显大于 VIN (no wire break),因此很容易检测到。为了量化较小的 IDAC2 强度 所代表的意思,需要考虑系统中的 AVDD 电压以及 RFILTER 和 RBIAS 的大小,这两个电阻通常分别近似为 1kΩ 至 5kΩ。例如,如果 AVDD = 5V、RFILTER = 5kΩ 且 RBIAS = 2kΩ,那么选择 100 µA 的 IDAC 强度会是一个不错的起点。假设 RLEADx = 10Ω,则可以将这些值输入Equation6 和Equation7,以确定结果是否能清楚地指示何时发生故障:
在本例中,应将 PGA 增益设为 1V/V,以便可以测量 VIN (wire break)而不会导致放大器饱和。系统所需的具体增益最终取决于不同的电阻值、AVDD 和所选的 IDAC 电流强度,因此应注意适当地选择这些值。