如何根据读数计算出ADS1247测量到的电压值是多少？

Forest Luo

Prodigy 100 points

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有不少传感器元件，可以根据直接的模拟信号电压输出值算出其被测量的实际值。

因此，如果能根据ADS1247的时间读数，就能计算出其被测元件的输出电压，那就可以算出实际被测量。

我初期预计电压的计算方法应该是：Vin（实际电压值) = Dout（原始读数）/ 8388607 × 4 × 2.048V。

为了检验我通过一个滑动变阻器，来模拟这种电压变化。

ADS1247采取电压模式进行配置：MUX0 = 0x01，VBIAS = 0x00，MUX1 = 0x38，SYS0 = 0x00，IDAC0 = 0x00，IDAC1= 0xFF。

后来发现测量的结果，大出乎我的意料之外：

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为了了解和验证ADS1247读数与输入电压之间的关系，进行了一组实验数据对比。

AVDD电压：4.687V

采取的ADS1247模式为0x0100380000FF，即采取标准电压模式，未采取增益，采样率为5SPS。

编号	万用表测量值（mV）	设备读数	变换值 1/8388607	差值 Δ	比值 Κ	简要说明
1	4.8	-29500	3.45	1.35	1.39
2	4.2	-24700	2.94	1.26	1.43
3	10.7	-64000	7.63	3.07	1.40
4	10.3	-62200	7.41	2.89	1.39
5	34.9	-211500	25.2	8.7	1.38
6	34.8	-210450	25.1		1.38
7	52.0	-315240	37.58		1.38
8	102.8	-623220	74.27		1.38
9	208	-1261499	150.38		1.38
10	407	-2468700	294.29		1.383
11	801	-4855085	578.77		1.384

在此ADS1247芯片上表现出明显呈比例关系。

即：Vin（实际）=Dout（实际读数）/ 8388607 × 1.38。

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这种情况是对的吗？它的实际计算应该是这样的么？

10 年多前

0 Janet Sun 10 年多前

TI__Intellectual 1330 points

你好，没有明白你的表格差值和比值是什么意思？你做这个实验的目的是什么？是验证输出代码与输入电压的关系吗？

另外，万用表用的是哪种型号？ADS1247是24位的AD，你的万用表精度很可能都没有ADS1247的精度高，那你这样测量是不合理的。建议用八位半的万用表，至少也要六位半才可能有意义。

0 Forest Luo 10 年多前回复 Janet Sun

Prodigy 100 points

（1）表格是为了研究：“万用表测量值”与“ADS1247数据输出/8388603”之后的值之间的关系。

看看是线性偏差，还是线性比例关系。最后发现是呈线性比例关系。但是这个线性比例关系的比值不是所预想的数值。

（2）万用表型号是Victor VC890C+。

我就想知道如何根据ADS1247的数据输出算出前端的AIN1和AIN0之间的电压差是多少。您能给我一个推荐的公式么？

0 Janet Sun 10 年多前回复 Forest Luo

TI__Intellectual 1330 points

1LSB=(VREF/PGA)/(2^23 – 1)，输入与输出代码的关系可以参见数据手册Data Format部分，以及Table17，写的很清楚。

你用的万用表是三位半的，精度很差，用它来进行测试结果是不可靠的。

另外，在应用时还要注意输入Vin的范围，以及VIN+,VIN-引脚的电压，要在共模电压的范围内。也就是要满足数据参数full-scle input voltage,以及，common-mode input range的范围。

0 Forest Luo 10 年多前回复 Janet Sun

Prodigy 100 points

（1）您所推荐的公式我也用了，发现数值普遍比万用表的测量数值偏大，而且与万用表测量值呈一个固定的比例倍数。

（2）我的万用表的确精度不算太高。但是测量ADS1247的标准参考电压VREF，测量结果就是2.047左右（仅最后一位跳动），说明误差不大。至少有三位有效数字是没问题的。

（3）目前测试用的电压都在毫伏级别，且PGA=1，不会超过Full-scale input voltage，也在Commom-mode input range之内。

0 Janet Sun 10 年多前回复 Forest Luo

TI__Intellectual 1330 points

你好，你的原理图是什么样的？输入信号源是什么提供的？

可能系统和芯片本身会存在offset和gain error。芯片本身的offset可以利用校准被命令校准掉，gain error的话可以利用软件进行处理。

我的意思是你的万用表测的不准，所以你的比较是没有意义的。

0 Forest Luo 10 年多前回复 Janet Sun

Prodigy 100 points

输入的信号就是一个旋转电位器组成，分一部分电压输入。输入电压级别在mV。从AIN0和AIN1输入。

0 Janet Sun 10 年多前回复 Forest Luo

TI__Intellectual 1330 points

仔细看了一下你的转换结果，误差不应该那么大，肯定是不对的。寄存器设置MUX1中的REFSELT1:0为11，为什么要讲参考连到REFP上？你的REFP上接了R10为什么？

另外，你在VREFOUT上加了大电容，需要一定的建立时间，参照Table10，需要等待一定时间稳定后再读取结果。另外，此电容建议选取X5R，X7R 类型，可参考EVM。

0 Forest Luo 10 年多前回复 Janet Sun

Prodigy 100 points

（1）问题找到原因了：是833.33欧的电阻，也就是R10干扰了测量。

（2）接上那个电阻的主要原因是考虑到电流测量模式。另外ADS1247的Application Report里面的RTD是有这个电阻的。

（3）在撤掉R10以后，电压的测量值和万用表的测量值能精确吻合。说明万用表的精度没那么差，至少三位有效数字没问题。

（4）变换的公式的确如DataSheet所描述：Vin（实际输入电压） = Dout（实际读数）/ 8388607 × 2.048V。

0 Janet Sun 10 年多前回复 Forest Luo

TI__Intellectual 1330 points

R10在RTD的用法中是不使用内部参考的，直接用R10上的电压作为参考电压，即采用比例测量的方法。如果你用内部基准，加R10就不正确了。谢谢你的回复。

0 Forest Luo 10 年多前回复 Janet Sun

Prodigy 100 points

找到了更加简单的解决办法：MUX1=0x38修改成MUX1=0x30即可，不用撤销R10。这样电容电压模式均可以同时兼容。

0 shipeng cao 9 年多前回复 Janet Sun

Prodigy 30 points

你好，我现在正在用ADS1247和PT100做一个测温项目。精度要求是0.5摄氏度。我按照TI给的参考电路画了板子。我用的是STM32作为MCU。现在的问题是我可以和ADS1247正常通讯了。但是我不知道该如何计算出测的的电压值或者电阻值。

ADS1247WREG(ADS1247_REG_MUX1,0x38); //内部参考电压打开。
ADS1247WREG(ADS1247_REG_IDAC0,0x06); //DOUT/DRDY pin functions only as Data Out (default) 并且1mA。
ADS1247WREG(ADS1247_REG_IDAC1,0x03); // IDAC1->AIN0 IDAC2->AIN3.
ADS1247WREG(ADS1247_REG_SYS0,0x26); //增益4,通信速率320sps

SPI_ADS1247_SendByte(ADS1247_CMD_SYNC); //同步AD转换
data22=ADS1247_ReadData_Ave();//得到转换值。

我给您上传一下附件。您帮我看下吧。我着实不知道该怎么计算。。。

ADS1247设计.rar

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