ZHCAF19 February 2025 AMC0106M05 , AMC0106M25
4.3 直流精度、噪聲和有效位數
執行了一系列測試，以量化不同過采樣率和負載電流條件下的測量噪聲和相應的有效位數 (ENOB)。通過在 1200個 PWM 周期內從 10kHz PWM 的中心測量 1200 個連續樣本來計算 ENOB。PWM 矢量在測試期間保持恒定。恒定 PWM 矢量會產生恒定的相電壓和直流電流。ENOB 的計算方式如下：
方程式 1. ENOB = (20 x log10(50A / noiseRMS) – 1.76) / 6.02
其中，對于給定的 OSR，噪聲RMS 等于 1200 次測量值的標準偏差。圖 4-3 展示了在 3A 直流電流下測量的 OSR 32、64、128 和 256 的直方圖。獲得的 ENOB 在 圖 4-4 中顯示為 OSR 的函數。
圖 4-3 不同 OSR 在 3A 相電流下的相電流直方圖
圖 4-4 相電流 ENOB 與 OSR 間的關系在 OSR=32 時，此設計已提供 11.1 位的分辨率。零電流與 3A 或 6A 電流之間沒有可測量的差異。隨著 OSR 的增加，較大相電流下的系統噪聲影響顯而易見。例如，OSR 128 下的 ENOB 會增加到 13.7 位以提供較小的電流，而在 6A 時略微降低到 13.5 位。表 4-1 總結了在 3A 電流條件下使用不同 OSR 時測得的 ENOB、噪聲和延時。
表 4-1 AMC0106M05 在 20MHz 調制器時鐘條件下測得的噪聲、ENOB 和延時與 OSR 間的關系
| OSR | 32 | 64 | 96 | 128 | 192 | 256 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 噪聲 (mARMS) | 18.4 | 5.93 | 4.14 | 3.46 | 2.94 | 2.51 |
| ENOB（位） | 11.1 | 12.8 | 13.3 | 13.5 | 13.8 | 14 |
| 延遲 (μs) |
2.4 | 4.8 | 7.2 | 9.6 | 14.4 | 19.2 |
下一章將介紹正弦相電流測量，該方法使用 100kHz 高 PWM 頻率，即使在 PWM 開關期間也能展現高測量精度。