終于開始動手寫東西了,正好寫到這個開關檢測的方面。
12V上拉電阻傳感器的問題 -1
12V上拉電阻傳感器的問題 -2
組合開關檢測
以上寫過的關于組合開關阻值的采集和熱電阻的采集,在福特的參考中,實際上是要求采用電流源電路替代電壓源供電的,電壓供電的缺點如下:
1.12V供電電壓跨度很大9~16V,軟件需要采集12V電壓進行修正,計算量較大,引入的誤差因素較多。
2.5V系統供電雖然穩定,但是帶來了很大的隱患,對地短路引起了電流負荷,對電源短路引起倒灌,保護加入二極管之后,二極管的導通電壓波動引起了采集的誤差。
3.本身上拉電阻就存在誤差,12V系統的分壓電阻的誤差也客觀存在。
當然電壓供電的成本較低,可靠性相對較高,這是選擇它作為設計的一個要素。
電流源電路的好處是可使用12V系統而不會引入電壓波動的問題,關于恒流源的電路設計,參考有兩個
模電書上的設計:
https://www1.gradjob.com.cn/EBSync/jpkc/education/chap4/concept4/42.htm
Panic的細說恒流源
https://blog.ednchina.com/panic/3473/message.aspx
根據Panic的初始的電流源設計,偶也想從功耗和準確度上進行篩選和重新設計。
首先我們設計的范圍在于外部電阻從5.2千歐~51.1千歐,因此輸出的恒流源大小應在80uA左右。
R5:51.1KOhm ===》4.088
R6:42.2KOhm ===》3.376
R7:28.7KOhm ===》2.296
R8:12.4KOhm ===》0.992
R9:5.2KOhm ===》0.416
需要注意的是地線一定要通過模塊的地接回,這樣可保證地偏移的移除。
這是第一個可能用到的電路,就像Panic所說的那樣,最大的問題在于Vbe的變化,可能在0.4~1.2V之間波動(主要因素是溫度)加上電阻R1的精度,該電流源的問題相當明顯,我們不能使用。
左半邊電路的分析:
除開這個因素,我們來分析一下這個恒流源本身具有的誤差,一般的看Io=Vbe.Q1/R1
假設上管為Q2,下管為Q1
輸出電流:Io=Ic_Q2
而Ie_Q2=Vbe.Q1/R1+Ib_Q1
Q1是在一定的線性放大區狀態下的,因為其CE電壓為Vbe.Q1+Vbe.Q2
Ic_Q1=(Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2
Ic_Q2=Vbe.Q1/R1+Ib_Q1-Ib_Q2
電路的誤差因素集中于Ib_Q1-Ib_Q2
由于Q1是在線性放大狀態的Ib_Q1=((Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2)/hfe
誤差因素變為((Vcc-Vbe.Q1-Vbe.Q2)/R2-Ib_Q2)/hfe-Ib_Q2
如果我們采用這個電路,需要協調電壓和R2的關系,如果采用12V供電,誤差隨著電壓變化。
右半邊電路:
Panic的原圖有錯誤,電源和地的位置搞反了,偶將之改正了。
值得一提的是,如果以上的電路直接運用在汽車電子上,即使精度上可以通過,在短路測試的時候也會出現巨大的問題,這是因為在短路的時候Q2的壓降為 12V-Vbe,很容易導致三極管的損壞,而且在信號傳導干擾耦合至信號線上時,Q2也是異常脆弱的,不加保護這個電路很難使用。后續還會對Panic介 紹的和網上已有的恒流源電路進行分析,本著認真負責的態度,還是需要把一些考慮能夠提出,方便大家校核。最近在碼字,比較抑郁,分析一些其他電路轉換一下 心境。