术语和定义
参考
https://www.dialog-spoomendonductor.com/configurable-mixed-signal。
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- SLG46855V，数据表，对话框半导体。雷竞技电竞平台
- AN-1177，具有I2C接口的灵活范围ADC，应用程序注释，对话框半导体。雷竞技电竞平台
作者：吉诺·卡斯蒂略（Gino Castillo）
介绍
在本申请说明中，我们将描述如何在SLG46855V中实现8位模数转换器（ADC）[5]可以通过I2C感知负载电流并与MCU接口。该设计可用于各种当前的传感应用，例如装修器，故障检测系统和燃油表。雷竞技安卓下载
ADC架构
ADC基本上由模拟比较器和数字到Analog转换器（DAC）组成。比较器感应输入电压与DAC输出电压，然后控制是否增加或减少DAC输入代码，从而使DAC输出收敛到输入电压。生成的DAC输入代码成为ADC数字输出代码。
在我们的实施中，我们使用脉冲宽度调制（PWM）控制电阻网络创建DAC。我们可以轻松地使用数字控制的PWM输出来使用格林帕克。PWM过滤后成为我们的模拟电压，因此用作有效的DAC。这种方法的一个明显优点是，可以简单地通过简单地调整电阻值来设置与零代码和全尺度（等效偏移和增益）相对应的电压。例如，用户希望理想地从温度传感器中读取零代码，没有电流（0 µA）对应于4.3 V，而在1000 µA的全尺度代码对应于3.9 V（表格1）。简单地设置一些电阻值可以轻松实现。通过使ADC范围与传感器范围相匹配，我们最大程度地利用了ADC分辨率。
|
代码（DEC） |
电流（µA） |
v感觉（v） |
|---|---|---|
|
0 |
0 |
4.3 |
|
125 |
500 |
4.1 |
|
255 |
1000 |
3.9 |
该体系结构的设计考虑因素是，内部PWM频率需要比ADC更新速率快得多，以防止其控制循环的阻尼不足行为。至少应该比ADC数据计数器时钟除以256。在此设计中，ADC更新期设置为1.3312 ms。
内电路
灵活的ADC基于对话框半导体AN-1177的设计[雷竞技电竞平台6]。为了使ADC计数器计时，时钟速度从1 MHz增加到12.5 MHz，因为SLG46855具有25 MHz时钟。这允许更快的更新速率用于分辨率分辨率。LUT时钟的LUT更改了ADC数据时钟，因此当PWM DFF较低时，它将通过12.5 MHz信号。
外电路
外部电阻和电容器网络用于将PWM转换为模拟电压，如电路示意图所示图1。计算该值的最大分辨率的值，该设备将感觉到。为了达到这种灵活性，我们在与VDD和地面并行添加电阻R1和R2。电阻分隔器将VBAT划分为电压范围的低侧。可以使用以下公式来求解预期最小VBAT的分隔比：
等式1：
I2C阅读说明
表1描述了I2C命令结构，以读取CNT0中存储的数据。I2C命令需要启动位，控制字节，单词地址，读取位和停止位。
|
信息 |
数据（十六进制） |
|---|---|
|
开始位 |
[[ |
|
控制字节/从地址 |
0x10（写）;0x11（读） |
|
单词地址/CNT0计数值 |
0xa5 |
|
阅读一点 |
r |
|
停止位 |
这是给予的 |
示例i2c命令读取CNT0计数值的读数如下：
[0x10 0xa5] [0x11 r]
回读的计数值将是ADC代码值。例如，在Dialog网站上，此应用程序注释的ZIP文件中包含了Arduino代码。
结果
为了测试ADC电流感觉设计的准确性，将给定负载电流和VDD水平的测量值与理论值进行了比较。理论ADC值是通过以下方程计算的：
等式2：
我加载与ADC值相关的该方程与ADC值相关：
等式3：
对于以下结果，我使用了这些组件值：
|
零件 |
面值 |
测量值 |
|---|---|---|
|
r感觉
|
400Ω |
381Ω |
|
r1
|
10kΩ |
11.87kΩ |
|
r2
|
100kΩ |
89.94kΩ |
|
r加载
|
50kΩ（电位计） |
N/A。 |
|
C1
|
10nf |
9.26nf |
|
C2
|
10nf |
9.47nf |
ADC值对i的分辨率加载可以通过使用公式3与表2中的测量值，将ADC值设置为1来计算转换。蝙蝠3.9 V的分辨率为4.96 µA/div。
为了将ADC电流感电路优化至最小VDD水平为3.6 V，最大电流为1100 µA和381ΩSENSES电阻器，理想的分隔系数将为0.884，基于等式1。表2，实际分隔线的分隔系数为0.876。由于这一点稍小，因此它将允许稍大的负载电流范围，因此ADC值接近整个范围，但不会溢出。实际的分隔值按以下公式计算：
等式4：
以下是在三个电压级别上对电路进行的测量值：4.3 V，3.9 V和3.6 V.每个级别显示一个图，显示了测量值和理论ADC值之间的差异。理论值舍入到最接近整个整数。有一个摘要图可以比较三个电压水平的差异。之后，有一个图表，显示理论ADC值与不同电压级别的负载电流之间的相关性。
|
负载电流（µA） |
测量ADC代码 |
ADC代码理论 |
区别 |
预期v感觉
|
|---|---|---|---|---|
|
100 |
18 |
18 |
0 |
4.2619 |
|
200 |
37 |
37 |
0 |
4.2238 |
|
300 |
55 |
55 |
0 |
4.1857 |
|
400 |
74 |
73 |
1 |
4.1476 |
|
500 |
93 |
92 |
1 |
4.1095 |
|
600 |
112 |
110 |
2 |
4.0714 |
|
700 |
130 |
128 |
2 |
4.0333 |
|
800 |
149 |
146 |
3 |
3.9952 |
|
900 |
167 |
165 |
2 |
3.9571 |
|
1000 |
186 |
183 |
3 |
3.919 |
|
负载电流（µA） |
测量ADC代码 |
ADC代码理论 |
区别 |
预期的ACMP VIN |
|---|---|---|---|---|
|
100 |
20 |
20 |
0 |
3.8619 |
|
200 |
40 |
40 |
0 |
3.8238 |
|
300 |
61 |
61 |
0 |
3.7857 |
|
400 |
81 |
81 |
0 |
3.7476 |
|
500 |
101 |
101 |
0 |
3.7095 |
|
600 |
121 |
121 |
0 |
3.6714 |
|
700 |
142 |
141 |
1 |
3.6333 |
|
800 |
162 |
161 |
1 |
3.5952 |
|
900 |
183 |
182 |
1 |
3.5571 |
|
1000 |
203 |
202 |
1 |
3.519 |
|
负载电流（µA） |
测量ADC代码 |
ADC代码理论 |
区别 |
预期的ACMP VIN |
|---|---|---|---|---|
|
100 |
23 |
22 |
1 |
3.5619 |
|
200 |
45 |
44 |
1 |
3.5238 |
|
300 |
67 |
66 |
1 |
3.4857 |
|
400 |
88 |
87 |
1 |
3.4476 |
|
500 |
110 |
109 |
1 |
3.4095 |
|
600 |
132 |
131 |
1 |
3.3714 |
|
700 |
155 |
153 |
2 |
3.3333 |
|
800 |
177 |
175 |
2 |
3.2952 |
|
900 |
199 |
197 |
2 |
3.2571 |
|
1000 |
221 |
219 |
2 |
3.219 |
结论
该设备以三个电压级别进行了测试：3.6 V，3.9 V和4.3 V.这些电压的范围模型的完整锂离子电池排放到标称水平。在三个电压级别中，观察到该设备通常在所选外部电路时更准确。在700-1000 µA的负载电流下，测得的ADC值和理论ADC值之间的差仅为小数点值。在给定的电压范围内，测得的ADC值在最坏情况下高于名义条件的小数点。可以对电阻分隔器进行进一步调整，以优化不同的VDD电压水平。
附录a
