低漏电多路复用器在高阻抗PLC系统中是否重要?

2019-10-25来源: EEWORLD关键字:PLC  低漏电多路复用器

一位任职于领先的可编程逻辑控制器(PLC)制造商的年轻工程师满怀热情,正在设计一个可接受来自高阻抗传感器输入的多通道24位模拟输入模块。贵州11选5_[官网首页]他选择了德州仪器的24位Δ-Σ模数转换器(ADS125H02)、5-V基准电压和德州仪器的精密放大器(OPA192)。

 

当选择多路复用器时,他有三种选项:一个是德州仪器的MUX36D04和两个来自其他供应商的多路复用器(MUX2和MUX3)。除了输入漏电流规格分别为1 pA、100pA和1 nA(25°C时的典型值)外,每一个多路复用器规格都很相似。

 

贵州11选5_[官网首页]起初,这位工程师认为这三个多路复用器看起来一模一样,而且认为这三个多路复用器中的输入漏电流低到可以忽略不计。贵州11选5_[官网首页]他认为可以选择这三者之中的任何一个,并从他的系统中获得类似的性能。

 

在此博文中,你会发现他也许忽略了多路复用器的漏电流。

 

图1所示为带有多个传感器接口的数据采集系统的标准框图。

 

图1:数据采集系统中输入信号调理单元的框图

 

漏电流:默默地抵消偏移误差

 

漏电流是一个重要参数,因为它在开关打开和断开时都会导致直流误差。多路复用器数据表有许多与漏电流相关的规格,包括当开关合上或断开时流过源极管脚(IS)或漏极管脚(ID)的漏电流。图2所示为模拟开关的简化模型。

 

 

图2:开关打开时的简化小信号模型

 

如图2所示,输出电压VOUT通常连接到运算放大器的同相端,该同相端具有高阻抗。所以为了简单起见,工程师忽略了负载电阻RL的影响。RO是开关的导通电阻。

 

当开关合上时,方程式1计算由漏电流引入的电压误差:

 

当开关断开时,漏电流流过各自的端子(漏极或源极),并在输出端引入偏移误差。

图3:开关断开时的简化小信号模型

 

漏电流也随温度的升高而增大。所有数据表应包括漏电流与温度的典型曲线。虽然漏电流的量很小,但在处理高输入阻抗传感器时,它是一个非常重要的参数。贵州11选5_[官网首页]所以让我们来看看这个参数是如何影响系统性能的。

 

漏电流的微微安或毫微安其实是有差别的

 

PLC系统中的模拟输入模块经常切换pH、光学、湿度、加速度计和化学传感器等高输入阻抗传感器。所有这些传感器都具有输入阻抗,从几百千欧姆到几千兆欧姆不等。以一个典型的光传感器为例,如图4所示。

 

图4:光传感器的简化模型

 

贵州11选5_[官网首页]如图4所示,分流电阻Rsh的大小从几百千欧姆到几千兆欧姆不等,且与温度成反比关系。由于并联电容的大小为几微微法拉,所以它不重要,因此图4中没有显示。

 

漏电流对系统精度的影响

 

简单来说,假定传感器阻抗Rsh为1MΩ。对于以5V为参考的24位系统,方程式2计算对应1个最低有效位(LSB)的最小分辨率或电压,如下所示:

 

请记住,工程师有三个多路复用器可以选择,在表1中标记为MUX36D04、MUX2和MUX3。还要记住(25°C/85°C)时的漏电流是唯一的区别因素。对于每个多路复用器,漏电流流过输入阻抗,导致偏移误差,从而影响整个系统精度。表1简要地介绍了多路复用器是如何影响测量精度的。

 

表1:漏电流及其与LSB的偏移误差的关系

 

大多数传感器的输出电压都很低。贵州11选5_[官网首页]由于输入级而引入的任何附加偏移都会限制ADS125H02所能看到的最大满量程电压范围。从表1可以看出,对于高精度数据采集系统,即使几百微微安的输入泄漏也会对测量精度产生显著影响。漏电流随温度的变化而变化,表1显示了25°C和85°C时的偏移误差变化。光传感器阻抗也随光强度和环境温度的变化而变化,因此这不仅会导致偏移误差,还会导致线性误差。

 

所以工程师不能忽略泄漏电流,因此需要选择一个低泄漏多路复用器。

 

设计可接受高阻抗输入的多通道模拟输入模块会有一系列的挑战。德州仪器的MUX36S08和MUX36D04超低泄漏模拟多路复用器无需校准偏移误差,简化了模拟输入模块的设计,同时也大大减少了偏移和线性误差。MUX36S08和MUX36D04在25°C时具有1pA的超低漏电流。图5显示了MUX36S08的漏电流随温度的变化。

 

图5:MUX36S08漏电流ID(ON)随温度的变化

 

总结来说,工程师不能忽略漏电流,所以他必须选择德州仪器的低泄漏多路复用器。MUX36S08和MUX36D04选项满足低泄漏的需要,还提供低电容、低电荷注入、轨对轨运行和低功耗。

 

关键字:PLC  低漏电多路复用器 编辑:muyan 引用地址:http://news.kanmaya.com/dygl/ic478333.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:技术文章—滴水起电机的技术原理
下一篇:从容解决设计难题,应对电源排序挑战

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

PlC单片机C语言程序设计(10)
4.C程序pic07.c的SlM软件仿真调试在《PIC单片机C语言程序设计(8)》和《PIC单片机C语言程序设计(9)》中,我们已对C程序pic07 C进行了编辑和编译,现在需要查看该程序能否达到预期的设计目标,即能否完成pic07.C的0~99秒增量计时LED数码显示功能(脉冲发生器),因此需要调试程序。调试程序,可以使用MPLABICD2在线调试器、MPLABICE2000硬件仿真器等开发工具。对于初学C语言程序,又没有上述硬件仿真调试器的读者,最好选用MPLAB SIM软件模拟仿真器进行程序的调试。模拟仿真调试是检查程序是否正确,能否实现预期功能的有效手段。有了它,可以实现程序的“单步运行”、“单步越过”、设置“断点”、用软件
发表于 2020-02-22
PlC单片机C语言程序设计(10)
让尺寸一缩再缩,美信双引脚双向直流电力线通信PLC问市
Maxim Integrated Products, Inc (NASDAQ: MXIM) 宣布推出业界最小的2引脚双向直流电力线通信(PLC)器件MAX20340,在超低功耗便携式和可穿戴应用中将充电底座的供电和通信接口尺寸减小80%。通过单根线路供电并进行数据通信,MAX20340省去了充电底座与真无线耳机、手环及其他小型可穿戴低压设备间通信所需的引脚和分立器件。与最接近的竞争方案相比,该产品有效简化设计,且为每只耳机节省13mm2的占位面积。                        
发表于 2020-01-08
让尺寸一缩再缩,美信双引脚双向直流电力线通信PLC问市
华为成立PLC-IoT生态联盟,并在银联合作推出无感支付
今天,华为与中国银联股份有限公司在2019年PLC-IoT产业发展论坛暨华为PLC-IoT生态联盟成立大会在东莞召开,在大会上,华为发起的“华为PLC-IoT生态联盟”正式成立,来自电力、交通、金融、消防等多个行业共43家产业伙伴在大会现场共同见证了联盟成立。PLC-IoT(电力线载波物联技术)是中频带PLC(电力线通信)电力线载波通信的物联网技术。华为开创性地将PLC技术应用于IoT场景,并通过IPv6、多模通信、边缘计算等能力与PLC-IoT技术深度融合,实现了数据在电力线介质上的高速、可靠、实时、长距离传输。当前,“华为PLC-IoT生态联盟”初始成员达73家,在大会上,华为数据通信产品线副总裁王晨曦、中国银联电子支付研究院
发表于 2019-12-20
华为成立PLC-IoT生态联盟,并在银联合作推出无感支付
适用于PLC/DCS应用,支持HART和Modbus连接的模拟I/O系统
评估和设计支持 电路评估板 CN-0414电路评估板(EVAL-CN0414-ARDZ) CN-0418电路评估板(EVAL-CN0418-ARDZ) CN-0416电路评估板(EVAL-CN0416-ARDZ) ADALM-UARTJTAG板 Arduino尺寸开发平台(EVAL-ADICUP3029) 设计和集成文件 PLC/DCS Wiki用户指南 原理图、布局文件、物料清单、软件 电路功能与优势 可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)被用于监测和控制工业自动化应用中的智能(支持HART)和模拟现场
发表于 2019-10-22
适用于PLC/DCS应用,支持HART和Modbus连接的模拟I/O系统
适用于带HART的PLC/DCS系统的完全隔离的4通道模拟输出电路
、特殊、偶然、必然或者惩罚性的损害负责。 电路功能与优势 图1所示的电路提供了一个完整的完全隔离式高度灵活的4通道模拟输出系统,适合工业级可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)和其他工业过程控制应用,这些应用要求采用±5 V或±10 V电压和4 mA至20 mA电流输出,且采用HART连接。 所有4通道输出和功率输入都具有瞬态过压和过流事件保护功能,适合最恶劣的工业环境。 CN0418电源输入电路包含板载滤波和保护功能,兼容12 V至36 V的直流电源电压,包括许多PLC和DCS应用中常见的标准24 V电源。 该模块兼容HART,提供了一个完整的现场通信解决方案,简单易用
发表于 2019-09-25
适用于带HART的PLC/DCS系统的完全隔离的4通道模拟输出电路
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 kanmaya.com, Inc. All rights reserved

页面底部区域 foot.htm