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关于模拟前端(LMP91000)与MCU(MSP430F4794)打架问题,如何解决?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

基于LMP91000将气体传感器的微弱电流转换为电压信号,通过Vout输出。

气体浓度越大,Vout电压信号也越大。

采用的MCU为MSP430F4794,Vout信号连接至MCU的A0.0+,A0.0-通过电阻接地。

MCU的片内ADC类型为SD16_A,程序中采用内部1.2V参考电压。

由于是单极性模式,所以参考电压范围为0-600mV。

在LMP91000中,参考电压Vref为外部2.5V,将其Vref_div参数设置为20%Vref,将其TIA_GAIN参数设置为2.75Kohm。这些参数值均是可设置的最小档。

经测试,在上述参数设置情况下,当气体浓度为零时,Vout输出为500mV;当气体浓度满量程时,Vout输出为950mV。

问题随之而来:

Vout一旦超过600mV,ADC就溢出了,得不到数值。

即使MCU采用外部参考电压,最大也只有1.5V,可用参考范围只有0-750mV,同样存在问题。如何解决?

本人是菜鸟,望多指教!谢谢!

Hi

   将模拟前端LMP91000的输出电压通过两个高精度的电阻分压后给到MCU的ADC输入。

Hi

   MCU 430如果是单端输入可以是0~Vref/2, 参考电压取1.2V, 就是0~600mV.

   关于 LMP91000,或者你还可以将外部参考电压降低,参考电压范围是1.5~VDD

   另外TIA的运放的RTIA电阻除了设置到最小2.75kohm,还可以设置为外部连接,此时C1,C2脚可以连接一个更小的电阻。

   Rload电阻可以选到最大100ohm.

   这款芯片我也没有调过,不过看起来应该是可以实现更小的输出,以适合你的MCU输入,建议你按照上述调调看。

1、采用分压电阻降低Vout,主要涉及精度问题

2、LMP91000若采用外部1.5V参考电压,则Vout输出范围应在300mV-700mV之间,仍然超过MCU的0-600mV限制

另外刚才经过测试,RLOAD选10ohm和100ohm,对Vout基本没有影响。

Hi

  有没有将TIA的运放的RTIA电阻设置为外部连接,在C1,C2脚连接一个更小的电阻?

  确实10欧姆到100欧姆的变化,对于输出的电压有影响(会降低,但是这个阻值变化对于输出而言其实影响确实非常小)。

Hi

   另外还可以将在“BIAS selection”选择中,选择较大的VARIABLE  BIAS,例如10%, 这个电压应该会影响到RTI运放的模拟输入,得到较低的Vout.

Hi

   如果采用分压电阻,选择0.1%的精度电阻,误差会非常的小的,其次或许你还可以在程序中增加offset的功能,使得整体转换精度提高的。

hi Tao

若RTIA设置为外接方式,R_EXT和C_EXT应分别取多少?

另外,以下公式是否准确?

  • (Vref_div –Vout) / (RTIA) = Iwe
  • Vout = (Vref_div) – (RTIA*Iwe)

from   http://www.ti.com/ww/en/industrial/sensors/Gas/design.html

使用LMP91000EVM测的数据,与以上公式有出入。

根据所用传感器的特性,不需偏压,因此其偏置电压设置为零。

以前曾试过,将偏置参数设置为positive 10%,洁净空气环境下,Vout=17mV,但Iwe=-175000nA,ppm=-2500多,数据失去意义。

Hi

   这个公式是准确的。

   Iwe的电流和运放RTIA的电流时相等的(运放虚断)。

   若RTIA外接,可以选择1.75kohm的电阻看看,或者其他值,比2.75kohm小的。

 

Hi 

   在确认一下: Iwe=-175000nA =175mA, 感觉这个电流很大。

Hi

   是否有调试到范围内?

   如果方便的话,将调试的结果传上来共享一下.

hi Tao

经电话咨询TI工程师意见,决定将将MCU调换为F4616,其参考电压最大可达2.5V,这个范围已经足够了。只是ADC精度稍低,不过估计应该能够接受。

thanks

Hi

   这也是一个方法。

   如果有兴趣也可以按照我之前的提法调试一下,原因是这个模拟前端里面主要就是一个运放,对于运放的增益,应该是很容易改变的,也就是说可以实现较低的输出电压的。

你好我也发现这个公式不对呀,我测的是CO,CO浓度上升,输出电压是上升的,按照公式应该是浓度越高输出电压该越低呀。

你好,我用LMP91000,用了官方的计算公式

  • (Vref_div –Vout) / (RTIA) = Iwe
  • Vout = (Vref_div) – (RTIA*Iwe)
  • 我测的是CO浓度,当CO浓度上升,按照公式应该是浓度越高Iwe就越大,那么输出电压该越低;但是现在是浓度越高,输出电压越高了。这是怎么回事?

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