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.

А какое-то постоянное смещение есть во входных сигналах?

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

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


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.

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

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

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?


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

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?

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

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?


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

Ок, завтра на работе попробую.


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.



1 МГц это от модулятора*?

в даташите конкретное значение указано должно быть.

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

Это они про виртуальный, запредельное синфазное — тому доказательство.


Присоединяюсь.

Как я написал в стартовом сообщении - измерение нормализуется через n-выборок (хотя довольно и долго, около 20 сек). Это может быть следствием "набороса"?
Опять же, что почитать? Ибо теория FET в том же Хоровице и Хилле это более ста страниц. Не сразу найдёшь нужное.

Пороговый элемент, а до этого момента — конденсатор между входом и выходом, вот и вся теория.

В свою очередь, на какой странице темы Вы таки расскажете нам всё про участие в схеме оптореле?

Всё рассказал в первом сообщении, больше ничего нет. Из четырёх оптореле собран H-мост. К верхней и нижней части моста подаётся входной сигнал, с диагонали через двухзвенные RC-фильтры подаётся на АЦП. Оптореле предназначены для смены полярности измеряемого сигнала, и для закорачивания входа для калибровки смещения аналоговой цепи.

Спишем на борьбу со сном.

Схема без коммутатора подразумевает только RC-фильтры. А ключ в одной из линий оставили по-ошибке, и обнаружился такой интересный эффект. Другой ключ, подсоединяющий вторую диффлинию к АЦП, закоротили накоротко.

Дубль три. Этот "оставленный по ошибке" ключ:

1) постоянно выключен;

2) постоянно включён;

3) по ошибке же оставлен постоянно переключаться.

Этот ключ включается перед измерением. После измерений он отключается.