求解次CD4051多路电压采集问题解决

只看该作者 · 2013-8-8 16:19

原理如上，带有16位SAR型ADC的单片机控制多路开关对5个通道的电压进行采集（电压通道图中只画出一路），采集时间为620us，现在遇到如下问题，单通道1-4四的电压上升时，通道0（所测电压不变）的却也跟着上升。

只看该作者 · 2013-8-8 16:22

还有CD4051在切换时是先通再关还是先关再通

只看该作者 · 2013-8-8 17:28

2万 · 2013-8-8 18:18

OP07单电源工作？

只看该作者 · 2013-8-8 19:58

gx_huang 发表于 2013-8-8 18:18
OP07单电源工作？

是的

1万 · 2013-8-8 20:24

图画得极不规范，常规是左进右出，你的通道编号一会1一会0，自找麻烦。
文字描述一塌糊涂，语文不及格。

1万 · 2013-8-8 20:28

电气工程化动自发表于 2013-8-8 16:22
还有CD4051在切换时是先通再关还是先关再通

通断同时进行，所以设计了INH引脚。

只看该作者 · 2013-8-8 20:43

也就是上一通道没断开下一通道就已经导通啦？那两个通道就会短路？

只看该作者 · 2013-8-8 20:43

ocon 发表于 2013-8-8 20:28
通断同时进行，所以设计了INH引脚。

也就是上一通道没断开下一通道就已经导通啦？那两个通道就会短路

1万 · 2013-8-8 22:16

电气工程化动自发表于 2013-8-8 20:43
也就是上一通道没断开下一通道就已经导通啦？那两个通道就会短路

这个主要看人品，INH引脚就是为了避免短路设计的，建议你了解一下这个引脚的功能。

只看该作者 · 2013-8-9 01:27

ocon 发表于 2013-8-8 22:16
这个主要看人品，INH引脚就是为了避免短路设计的，建议你了解一下这个引脚的功能。 ...

我了解了，都试了，这个电路是使用霍尔电流传感器检测电流的，我16位adc的mcu，620us，取12次AD值，并执行一次中值软件滤波，我一共采集5路信号，有四路是霍尔电流传感器输出的电压，有一路是测量电源电压，测电源电压是为了软件加入补偿值。由于精度的要求，每路的信号电压需要的分辨率0.0001。我之前用C8051F350做过，它内部自带多路开关，并且自带输入缓冲器，因此没遇到什么问题，都是由于是∑-Δ型ADC，采样速度提不上来，因此我现在换了块C8051F060单片机，虽然说他是16位并且采样和转换速度也能达到1M,但是它的输入只有一伪差分输入，但我需要的至少要有5个通道，查找资料发现可以用多路模拟开关解决，由于库房里的模拟开关只有几个型号，而且cd4051的资料也稍微看了下，切换速度也都是纳秒级的，考虑到其导通电阻和SAR型ADC特性OP07的输出摆幅和供电电压都满足要求，，就按照自己的想法设计了如上的理图。但我在开关不切换时，只采集一个通道时，单片机测的电压显示值和实测值是完全一样。但是多路开关进行切换后对五个通道的电压进行采样，当四个电流传感器无输入时电压是1.5434v，电源电压值为1.5664V，四个电流传感器有入时电压是1.8467v，电源电压测量值却变成了1.7456，而且我量电源通道的输入电压是比之前上升了，这个肯定是通道之间的串扰。后来我加延时，电压测量就偏向真实值。我之前怀疑是运放的速度跟不上，我就换运放试了下，OP37,高频AD811.AD817,AD818.仪器用运放AD620、INA126PA我都试了一遍，问题还是没有很明显的改善，我觉得就不是运放的问题了。后来查资料发现多路模拟开关有先断后开和先开后断之分，但是我又去看cd4051的资料，发现他给的那时序图和我们平时看的那些芯片不大相同，并且注释也不是很详细，就没怎么看懂的，查资料发帖也没问出个所以然来，我就把它当作先开后断来看，我把板子上的INH脚隔断，用单片机给了更口线在切换时控制，进入AD中断程序时把INH拉高，让单片机去执行滤波等算法，执行完了后再切换下一通道，但是以620us的速度也没有明显的改善，也是加延时才有所好转。后来我又试了把另外三根不要的cd4051通道下拉，并且软件上我不控制INH,而是在切换时直接先切换到接了地的通道上，我发现电源电压终于不受其它四个通道的影响了，但是每个通道的电压比在不进行单片机采样时都要低，即把每一通道的值都拉低了，我觉得还是那里先通再关的问题。由于我需要较高的速率，不想加过多的延时上去。现在我的想法是把CD4051换成ADI公式的ADG711或是ADG708，我在ADI的官网查说是先断后关型，而且说是专为新一代的ADC、DAC设计的。我知道我几斤几两，所以肯定有很多地方忽视了，因此发帖想看看各位做过类是项目或是遇到过相似问的能指点下迷津的，在下感激不尽。

1万 · 2013-8-9 05:36

说了半天原来是速度慢可以速度快就不行，后面那段又下拉又接地的没看明白。
建议AD转换完成之后马上拉高INH断开开关，以隔绝通道间的影响，60纳秒后切换到下一个待测通道，之后马上拉低INH接通开关给整个信号通道进行充电，以尽可能增加下一次AD转换前的充电时间，让单片机AD引脚上的实际电压尽快趋近信号源电压。如果这样都不行，那就只好换更高速的模拟开关。