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革新電容數字轉換器單芯片方案

作者: 時間:2011-11-15 來源:網絡 收藏

內部結構原理圖: Pcap01發揮了PICOCAP®測量原理的高精度優勢,使測量達到了一個前所未有的水平。根據傳感器和參考大小不同,以及所選擇的測量模式的不同,我們有如下測量數據。這個測量數據為典型測量噪聲精度vs.數據輸出頻率, 我們的測試是應用Pcap01評估系統以及10pF參考和1pf的Span加載電容完成。芯片的電壓為 V = 3.0 V:

3.jpg

上面表格中可以看到,我們分別給出了floating漂移模式和Grounded接地模式兩種情況。當應用漂移模式,完全補償的情況下,在5Hz輸出時測量的RMS噪聲為6aF,測量有效位高達20.7位!在選擇不同測量頻率的不同設置情況下,精度和速度的相對關系在表格中給出。 當然隨基礎電容大小不同,測量的有效分辨率也會有所不同。

當應用補償模式進行高精度測量時,可以使測量有非常低的增益和零點漂移。電容可以連接為接地,漂移模式。而傳感器和參考電容是通過內部集成的模擬開關選擇到放電網路中。另外由于專利的電路和補償算法,內部可以補償寄生電容。補償的結果可以達到在溫度范圍內僅0.5 ppm /K 增益偏移。這比絕大多數傳感器本身內部偏移要好得多。

傳感器連接的方式:

對于電容傳感器的測量,芯片提供了非常靈活的連接方式,對比典型的連接方式如下所示:

4.jpg

在芯片中用戶可以自己選擇是用內部集成的放電電阻進行電容的測量,還是外接放電電阻來進行測量,連接的方式如下圖所示:

導線.jpg

導線補償:

在電容測量當中,導線的寄生電容對于整個測量的影響是不能夠忽略的。尤其當導線較長的情況下,導線寄生電容的影響將會對測量結果有致命的影響。在Pcap01當中,可以對傳感器的導線寄生電容進行有效補償:

通過.jpg

通過上面的傳感器連接的方式,可以補償連接傳感器兩端的導線寄生電容,消除導線對于測量結果的影響。那么如果想要進行導線補償,3個在漂移模式的測量需要被進行如下:

如果.jpg



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