ZHCUBV3 March   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
    3. 2.3 主要产品
      1. 2.3.1 TMCS1123
      2. 2.3.2 ADS7043
      3. 2.3.3 AMC1035
      4. 2.3.4 REF2033
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 霍尔效应电流传感器原理图设计
    2. 3.2 模数转换器
      1. 3.2.1 Δ-Σ 调制器
        1. 3.2.1.1 共模电压限制
        2. 3.2.1.2 输入滤波
        3. 3.2.1.3 用于连接 MCU 的接口
      2. 3.2.2 12 位 SAR ADC
        1. 3.2.2.1 共模电压限制
        2. 3.2.2.2 输入滤波
        3. 3.2.2.3 用于连接 MCU 的接口
    3. 3.3 电源和基准电压
  10. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
    2. 4.2 软件要求
    3. 4.3 测试设置
      1. 4.3.1 注意事项
    4. 4.4 测试结果
      1. 4.4.1 直流性能
        1. 4.4.1.1 模数转换后的输出电压噪声和 ENOB
        2. 4.4.1.2 线性度和温漂
      2. 4.4.2 交流性能
        1. 4.4.2.1 SNR 测量
        2. 4.4.2.2 延迟测试
      3. 4.4.3 PWM 抑制
      4. 4.4.4 过流响应
      5. 4.4.5 相邻电流抑制
      6. 4.4.6 电源抑制比
      7. 4.4.7 数字接口
  11. 5与竞争对手器件的性能比较
    1. 5.1 有效位数
    2. 5.2 延迟
    3. 5.3 PWM 抑制
  12. 6设计和文档支持
    1. 6.1 设计文件
      1. 6.1.1 原理图
      2. 6.1.2 BOM
      3. 6.1.3 PCB 布局建议
        1. 6.1.3.1 布局图
    2. 6.2 工具与软件
    3. 6.3 文档支持
    4. 6.4 支持资源
    5. 6.5 商标
  13. 7作者简介

电源抑制比

电源噪声通常会在霍尔传感器的输出电压上增加额外的噪声,从而导致传感器的精度降低。电源抑制比 (PSRR) 是霍尔传感器的一个重要参数。在 PSRR 测试中,我们向 TMCS1123 电源电压中注入了 300mV、100kHz 峰峰值纹波。TMCS1123 的输出电压纹波表明该器件可以抑制电源纹波。此测试中使用了直流电源和信号发生器来生成此纹波。方框图如图 4-24 中所示。

GUID-20240201-SS0I-HHH5-FKHH-6ZBQQHLWLVWB-low.svg图 4-24 PSRR 测试设置

图 4-25 中,紫色曲线是注入的电压纹波,峰峰值为 320mV 且频率为 100kHz。示波器图显示 TMCS1123 的基准电压 VREF 和输出电压 VOUT 具有相同的频率纹波。记录 100ms 内的 VREF 和 VOUT,测量 100ms 波形的峰峰值,并将该值与无电源纹波下的结果进行比较。

GUID-20240201-SS0I-JDPG-HZC6-SSXDB5HKFHBB-low.png图 4-25 电源纹波、基准电压、输出电压波形

图 4-26图 4-27 中显示了相应结果。

GUID-20240201-SS0I-VX95-MJBV-M9H8QSDB0RPR-low.png图 4-26 高电源电压纹波条件下 TMCS1123 输出电压与 GND 间的关系
GUID-20240201-SS0I-TNK5-XXJC-KFWH2QFJ1NVJ-low.png图 4-27 TMCS1123 输出电压与 VREF 高电源电压纹波间的关系

增加电源纹波后,VOUT 的纹波为 94mVPP,VOUT – VREF 的差分输出电压纹波为 80mV,差分输出帮助 TMCS1123 降低了电源纹波带来的输出噪声并提高了测量精度。

绘制 ADS7043 和 AMC1035 的采样数据图,如图 4-28图 4-31 所示。

GUID-20240201-SS0I-LNBT-NW8F-Q46BJ1GRFGMS-low.png图 4-28 有电源电压纹波时的输出噪声(使用 ADS7043 以 10kHz 的频率进行采样)
GUID-20240201-SS0I-M8N4-TTZM-HLVM1SB95DLD-low.png图 4-29 无电源电压纹波时的输出噪声(使用 ADS7043 以 10kHz 的频率进行采样)
GUID-20240201-SS0I-BJWS-P4KW-QKPDLGTKXXKR-low.png图 4-30 有电源电压纹波时的输出噪声(使用 AMC1035 以 10kHz 的频率进行采样)
GUID-20240201-SS0I-FPX7-XKKF-7W3BSQDPBVRB-low.png图 4-31 无电源电压纹波时的输出噪声(使用 AMC1035 以 10kHz 的频率进行采样)

对于 ADS7043,峰峰值噪声在 600mA 附近,而对于 AMC1035,该值在 450mA 附近。这些结果与节 4.4.1.1 中的直流噪声测试结果一致。使用 Δ-Σ 调制器可以进一步降低电源纹波的影响。

结果显示了信号频率 (100kHz) 高于采样频率 (10kHz) 时导致出现了频谱混叠。