本期探讨几个ADC保护电路错误使用导致的采集不准的问题,用来给大家作为避坑。
首先是一个稳压管做ADC保护的电路,电路如下所示:
问题描述如下:
有个5.1V的稳压管,用于钳位保护芯片的AD采样脚(正常状态稳压管不工作) ,但是现在有两个不同型号的稳压管(都是5.1V的),把这两个稳压管分别焊上同一个板子中,用示波器测出来的电压不一样,分别是2.6V和2.74V电压。 稳压管什么参数会影响到这里?
答: 反向漏电流IR差异所致。如下图,虽然稳压管没有工作在反向击穿,但是也会有反向漏电流。
如下表所示:BZT52C5V1在VR = 2V的测试条件下,稳压管会有IR = 2uA的反向漏电流。 **而另一款MM1W5V1在VR = 1V的测试条件下,稳压管会有IR = 10uA的反向漏电流。**而本电路中VR = 2.5V往上,所以说第二款稳压管MM1W5V1估计会大于10uA。而恰恰是这个IR漏电流导致的测试数据误差。
那么如果使用戴维南定理对左边的分压网络等效,再将稳压管的反向漏电流IR看做一个等效电流源的话,最终等效得到的电路就是下图,从下图可以看到,等效后的电阻阻值等于10k左右,所以D1稳压管的一点点漏电流就会导致测量出现误差,1uA漏电流就是10mV,1uA*10k = 10mV,10uA的话就是100mV的测量误差:
问题1总结:
** 稳压管的漏电流不可忽视 ,需要在设计中考虑进去,由其是精密测量的应用场合。TVS管也是一样,TVS管的漏电流也需要格外注意。
然后是问题2,是一个拿肖特基二极管保护ADC管脚的例子,问题2描述:
电压检测电路,测试室温25℃下电压为1.5V左右,高温70℃检测电压提高到了2V左右,异常。(24V是直流电源供电,没有异常)
问题2总结:
不要忽视肖特基的漏电流,尤其是一些低功耗,低电压电流测量的场合。这个问题非常常见,避雷避雷。
大的总结:
ADC防护是个大事,不能随便选取元器件作为防护,不然很容易南辕北辙,反而导致ADC精度变低,甚至电路无法正常使用!!!
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