MICROCHIP MCP3901使用探讨

tomy

MCP3901使用探讨

以下为芯片简介：

引脚封装图 (原文件名:3901.jpg)


内部结构框图 (原文件名:3901-.jpg)


MCP3901 为双通道模拟前端（Analog Front End，AFE）， 包括两个同步采样的ΔΣ模／数转换器 （Analog-to-Digital Converter，ADC） 、两个 PGA、相位延迟补充功能块、内部参考电压、调制器输出功能块和高速20 MHz SPI 兼容串行接口。
转换器包含获专利的抖动处理算法，它可减小闲音和提高 THD 性能。内部寄存器映射包括 24 位宽ADC 数据字，调制器输出字节，以及六个可写控制寄存器以编程增益、过采样率、相位、分辨率、抖动、关断、复位和一些通信功能。通信被大大简化，并、可以提供不同连续读模式，因此可使用MCU的DMA来读取， 并提供单独的数据就绪引脚，其可直接连接到 MCU 的 IRQ 输入。
MCP3901 能够连接大量的不同类型电压和电流传感器，包括分流器、电流变压器、 Rogowski 线圈和霍尔传感器。


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使用过的前辈们请指点：

在MCP3901初始化完成，正常工作后，如何改变其通道的内部增益。

试着对其GAIN进行写操作，但是输出没有看到变化（在输入固定时）；

在其正常工作时，通过按键操作对其再次初始化，写入新的GAIN值，输出仍未见到其变化。

以上实验通过示波器观察，时序正常。

请前辈们指点一二。谢谢……
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tomy

英文资料ourdev_627265X9ZEWW.pdf(文件大小:1.65M) (原文件名:MCP3901.pdf)
中文资料ourdev_627266BYW3H2.pdf(文件大小:1.73M) (原文件名:MCP3901_CN.pdf)

surf_131

没有用过这么“尖端”的AD器件。但是能够理解这个芯片是一个采集信号并获得数字化读出的器件。
该芯片的可编程寄存器很少，查了lz所提问题相关的手册内容，是关于信号强度与放大倍率关系的。大概的结论就是，信号足够小，增益才允许提高一些。转载于下：

(原文件名:mcp3901.JPG)

tomy

回复【2楼】surf_131
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感谢您的回复！

今天重新试了一下，

直接对相关设置寄存器，进行修改便可以改变相关的增益。

在时序上要做一些变动。

tomy

回复【2楼】surf_131
没有用过这么“尖端”的ad器件。但是能够理解这个芯片是一个采集信号并获得数字化读出的器件。
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不知道“尖端”为何要加引号？？

surf_131

回复【4楼】tomy 阿袁
回复【2楼】surf_131  
没有用过这么“尖端”的ad器件。但是能够理解这个芯片是一个采集信号并获得数字化读出的器件。  
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不知道“尖端”为何要加引号？？
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从mchp官网查了microchipdirect的报价，该芯片rmb约17吧，加上增值税和手续费，买10片折合约27吧。这种小信号的ad，比起动辄上千的高速ad，就不那么“尖端”了。所以有此引号。
看资料里，谐波保留到35次，属于高带宽了。
若是采样速率再翻一倍，大约就能够直接处理长波授时台的信号了。选频放大后，达到100mv峰值，直接由这个前端给量化成数字流，再用fft给变换到频域，或许滤波抗干扰的能力能够大大提升。

tomy

回复【5楼】surf_131
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恩，从楼上的分析来看，您应该是这方面的行家！


现在用这块来处理电源输出端电压电流的采集。不知道您对这方面有什么建议没有？？



说明一下：
长波授时台
　　BPL长波授时系统是国家授时中心主要授时手段。1979年建成试播，1983年开始正式授时服务，1986年通过国家级技术鉴定。该项成果荣获1988年国家科技进步一等奖。BPL长波授时台是我国目前惟一微秒量级的高精度授时系统，信号覆盖我国整个陆地和近海海域。系统运行二十多年来，为我国国民经济诸多行业和部门提供了可靠的高精度授时服务，发挥着极为重要的、不可替代的作用。发播信号时刻准确度：≤±１微秒。载频为100KHz。发播时间：每天开机１０小时，发播８小时：13：00～21：00。 　　
    长波授时系统的建成把我国授时精度由毫秒量级提高到微秒量级，意义十分重大，作用十分显著。国家授时中心开发研制的全自动长波定时校频接收机是专门用于BPL信号接收使用的设备。(PS源于网络)

surf_131

回复【6楼】tomy 阿袁
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我只是偶然看到BPC/BPL的资料而已，最近打算买块BPC的接收板，可不敢冒充专家。

看别人的帖子，说是必须用电池或者模拟电源，于是对那接收板输出信号有所担心。恰巧看到了LZ介绍的小信号AD，对其适用频率略低有点遗憾。否则直接处理带干扰的载波信号，真有实际意义的。
BPL信号，若AD带宽再大一点，真的就可以直接处理了。现在虽然可以移频到更低频带，但是引进的频率误差会让授时信号失去价值。

不过事实上，现在授时最廉价的解决方案是收GPS信号，用来“训练”比较便宜的铷原子钟了。似乎长期精度能够达到E-12。淘宝便宜的二手铷钟才100多点。长波授时今后的价值大约就在家用电子钟市场了。

tomy

回复【7楼】surf_131
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这方面的，我没有接触过。

相信咱论坛里应该有了解这方面的人吧，可以讨论咨询看看！

目前就这块芯片的使用情况来看，这款芯片的市价还是偏高的。性能对于测量小
电压这样的小系统来讲应该是足够了。

16位或者24位的精度完全可以满足。

surf_131

回复【8楼】tomy 阿袁
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长波钟试验比较失败，至少是用“官方”接收芯片比较失败。只有用电池供电，才能得到很弱的高阻输出。用三极管射极跟随器，折算其输出阻抗大概有2m。

这个芯片直接检测长波钟信号还不行，或许在噪音监视，还有各种蠕变小信号监测方面有更大的市场价值。

tomy

回复【9楼】surf_131
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谢谢，学习了！

这个还真是不大了解！

syq786

你好，我在调试MCP3901的时候，遇到很奇怪的现象，想向您请教请教，看您是否方便，我的QQ是 524816104