ADS131E08: 数据转换在零点附近出现多个零点值

您好，

下周我将具体看下您的问题，若给您带来不便我很抱歉

按照数据手册，我将8个通道的引脚都接到了（AVDD+AVSS）/2大约1.65V，然后在程序初始化的时候发送了OFFSETCAL命令。又发送了RESET命令，下面我就正常采样了，各通道上来的数据在372mv-466mv。我又把各通道断开，再接上正弦信号，还是有图上那种偏差的数据，请问我哪里没操作正确。

Collect 16 data points for calibration = 15 tDR

Total calibration time = (19 tDR × 8) + 1 ms = 153 ms.

数据手册上这两句我具体要如何操作？

? ? 说：

E08通道输入50mv差分信号

输入共模电压是多少？是否满足datasheet 要求？

AVDD 您是使用3.3V供电是吗？增益设置多少？

? ? 说：

按照数据手册，我将8个通道的引脚都接到了（AVDD+AVSS）/2大约1.65V，然后在程序初始化的时候发送了OFFSETCAL命令。又发送了RESET命令，下面我就正常采样了，各通道上来的数据在372mv-466mv

也就是说共模电压1.65V，差分输入为0 的时候，您采集电压是372mv-466mv？这个失调电压有些大呀，您测量供电电压、参考电压是稳定的吗，纹波大不大？

您是不是已经验证了寄存器可以正确读写，即写入后可以正确读出来？您可以附上寄存器配置吗？fault寄存器值是否有异常？

或者您使用 内部测试信号，采样电压是多少？

或配置MUX寄存器，采集电压是多少，这样可以排除外部输入电路的影响。

关于OFFSETCAL，在发送OFFSETCAL命令之前，您需要将START引脚拉高或发送START命令以启动AD转换。

? ? 说：

Collect 16 data points for calibration = 15 tDR

Total calibration time = (19 tDR × 8) + 1 ms = 153 ms.

数据手册上这两句我具体要如何操作？

这是设备自动执行的：

供电电压和参考电压稳定的，寄存器可以正常读写，fault无异常。

ADS13_WRITE_CMD(ADS131E0X_RESET_COMMAND); //RESET ADS131
delay_ms(100);
ADS13_WRITE_CMD(ADS131E0X_SDATAC_COMMAND);
delay_ms(100);
ADS13_WRITE_CMD(ADS131E0X_OFFSETCAL_COMMAND);
delay_ms(100);
ADS13_WRITE_CMD(ADS131E0X_RESET_COMMAND);
delay_ms(100);

ID = ADS13_RREG(ADS131E0X_ID);  //D2

ADS13_WREG(CONFIG1, 0X96); //110 24-bit output 1ksps
delay_ms(100);
ADS13_WREG(CONFIG3, 0X40); //VREF is set to 2.5 V
//ADS13_WREG(CONFIG3, 0XC0);
delay_ms(100);
//check the REGS
C1 = ADS13_RREG(CONFIG1); //96
delay_ms(100);
C2 = ADS13_RREG(CONFIG2);  //E0
delay_ms(100);
C3 = ADS13_RREG(CONFIG3);  //40
delay_ms(100);
FA = ADS13_RREG(FAULT);  //00
delay_ms(100);

配置MUX寄存器的话，在硬件上，我的输入引脚都悬空就行吗？

ADS13_WREG(CH1SET, 0X11);

配置了CHnSET，输入引脚悬空，采出来电压几十个mv

? ? 说：

在硬件上，我的输入引脚都悬空就行吗？

建议将不使用的模拟输入接AVDD，悬空的话会耦合周围的电磁干扰，这样会串扰到其他通道，影响通道的测量精度。

建议按datasheet 说明连接不使用的管脚：

不使用的管脚您按datasheet 说明连接，采集内部测试信号是否正常？

我没采集内部测试信号，刚刚就直接配置成连接AVDD+AVSS / 2，读出来的值就是几十个mv。我再试试把输入脚接AVDD。程序中OFFSETCAL命令发送完成之后，就自动修正了吗，没有其他操作？

? ? 说：

程序中OFFSETCAL命令发送完成之后，就自动修正了吗，没有其他操作？

是的，发送校准命令后读取的转换结果是校准之后的，

您是使用默认增益是吗？

? ? 说：

ADS13_WRITE_CMD(ADS131E0X_OFFSETCAL_COMMAND);
delay_ms(100);
ADS13_WRITE_CMD(ADS131E0X_RESET_COMMAND);
delay_ms(100);

如上截图所示校准需要153ms，执行校准命令后 您至少需要延时153ms；

您这里为什么又发送了一次reset命令？

即使您不校准失调电压，输入失调电压也达不到mV级，您不校准失调电压即不发送OFFSETCAL指令，采集结果怎样？

再回到您输入50mv差分信号过零点的问题，此时输入共模电压是多少？或者正负两模拟输入端电压分别是多少？

现在您的问题是可以正确采集输入电压，但是采集结果误差比较大吗？

? ? 说：

我现在不方便采集内部测试信号，因为设计PCB的时候直接在引脚上把TESTN和TESTP都接AVDD了，断不开。

你也可以配置MUX寄存器为011，采集MVDD的电压：

? ? 说：

数据转换出来的波形如上图，在过零点的时候都有像台阶一样的数据重复出现，

也就是说差分输入为0的时候，有台阶？采集其他电压没问题？

差分输入幅值相同，相位相反的信号。输入50mv正弦甚至更小的信号的时候，就会出现台阶，幅值大一些的信号，就没有这种台阶出现。

采集了MVDD电压，2通道1.616V，（AVSS-AVSS=3.306V）；3通道0.806V，4通道0.804V，（DVDD=3.301V）

我之前只把不用的通道接AVDD了，在程序里没用寄存器POWER DOWN。我现在只在一个通道接差分信号，其余通道硬件上接AVDD，程序里也power down了，测得的信号就是50mv基本上没有图片上那种台阶，但是再小一点，譬如10mv 5mv这种，就还是能看出来。这种要继续怎么处理呢

软件上关闭与否为什么会对其他通道采集信号产生影响呢？

麻烦还想再问一个其他的问题。我如果只用5025为E08提供外部参考电压，负载会把2.5V拉低到1V左右，加上OP运放就能稳定输出2.5V，这个是为什么啊？

? ? 说：

测得的信号就是50mv基本上没有图片上那种台阶，

此时使用失调电压校准命令了吗？不使用的话，测量结果怎样？

? ? 说：

供电电压和参考电压稳定的，

您是用示波器测量的吗？具体纹波多少？

? ? 说：

软件上关闭与否为什么会对其他通道采集信号产生影响呢？

不能悬空是为了避免耦合管脚周围的电磁干扰；接AVDD 且 power down的话我认为是为了避免AVDD纹波内部串扰其他通道。总之，要按照datasheet 说明连接。

? ? 说：

我如果只用5025为E08提供外部参考电压，负载会把2.5V拉低到1V左右，加上OP运放就能稳定输出2.5V，这个是为什么啊？

外部参考电压还有其他负载吗？如果有的话，看下参考电压的驱动能力是否满足。

E08的参考电压是建议加buffer 驱动的，如下datasheet 示例截图：

Amy Luo 说：

此时使用失调电压校准命令了吗？不使用的话，测量结果怎样？

此时使用了OFFSETCAL命令，同时CHnSET=0x90关闭了1-7通道，因为我只给8通加前端模拟电路了。

如果去掉OFFSET命令，但依然关闭其他不用的通道，此时对采集出来的波形没有影响；

但是如果把CHnSET配置也去掉，即软件上不关闭其他不用的通道，采集出来的波形，台阶就很明显了，与最初图片上波形一样。

Amy Luo 说：

您是用示波器测量的吗？具体纹波多少？

电压是用万用表测量的。用示波器看纹波，粗略测量纹波电压峰峰值在80mv，用的长线地。

Amy Luo 说：

外部参考电压还有其他负载吗？如果

5025没有其他负载，一开始是5025的输出直接就给E08了，然后运行一阵，就把电压拉到1V左右，加上运放就稳了。

请问还有其他思路和解决办法吗？

看您采集其他电压基本是正确的，只是误差有点大，我理解应该是输出失调造成的，所以现在想找出输出失调是什么原因造成的。

? ? 说：

刚刚就直接配置成连接AVDD+AVSS / 2，读出来的值就是几十个mv

您现在是差分输入为0，共模输入(AVDD+AVSS) / 2，采集电压是几十个mV是吗？

? ? 说：

用示波器看纹波，粗略测量纹波电压峰峰值在80mv，

参考电压纹波也这么大吗？

纹波频率是多少，您可以用纹波的幅值和频率，根据PSRR参数估算供电纹波对输出失调的影响。

但不管怎样几十mV的输出失调确实比较大，您可以附上电路图吗？我看下电路接线是否存在问题；

另外，您测试几块板子是这种现象？可以多测试几块板子吗以排除焊接问题；

也请确认所使用 ADS131E08进货渠道，最终进货来源是否为TI？

1、芯片从嘉立创采购的。我看有两种型号，请问ADS131E08IPAG和ADS131E08IPAGR有什么区别。

2、打样了2版，测得都有这种现象。

关于电路图：

1、输入端，建议差分电容C35应至少比共模电容（C33 和C34）高出一个数量级(10x)，原因是共模电容不匹配可导致共模噪声转换为差分噪声。

2、TEST管脚需要经10k电阻接AVDD：

3、AVSS与DGND需要等电位，因此需要单点连接，您是否进行了单点连接？

4、关于集成了运放管脚，不使用的话可以悬空，但需要power down：

? ? 说：

1、芯片从嘉立创采购的。我看有两种型号，请问ADS131E08IPAG和ADS131E08IPAGR有什么区别。

没什么区别，就是购买的时候包装量不一样。

Amy Luo 说：

AVSS与DGND需要等电位，因此需要单点连接，您是否进行了单点连接？

这个忘体现在原理图中了，AVSS和DGND之间有并连两个1UF电容。

Amy Luo 说：

建议差分电容C35应至少比共模电容（C33 和C34）高出一个数量级(10x)

我将C35换成了1uf电容

Amy Luo 说：

TEST管脚需要经10k电阻接AVDD：

这个再改版会加上去

Amy Luo 说：

关于集成了运放管脚，不使用的话可以悬空，但需要power down：

运放脚之前配置CONFIG3=0x40，已经powerdown了。

现在就把差分电容改为1UF，又取了几组数据，5mv的差分信号送进去，还会能看到一点台阶现象。

这样不行，这样低频信号还是没有共地，建议0Ω电阻单点连接。更多信息见下面FAQ：

[FAQ] PCB Layout Guidelines and Grounding Recommendations for High-Resolution ADCs

? ? 说：

现在就把差分电容改为1UF，又取了几组数据，5mv的差分信号送进去，还会能看到一点台阶现象。

很高兴有了改善。

你好，还是需要继续咨询上述现象出现的问题。

现在我的8个通道都有前置差分电路，在程序中CHnSET寄存器默认配置，各通道处于正常采集状态，然后给第8通道加12.5mv，10hz的差分信号，采集波形如下

可以看到现象很明显。

如果在程序中，把其余7个通道关闭，即

ADS13_WREG(CH1SET, 0X90);
ADS13_WREG(CH2SET, 0X90);
ADS13_WREG(CH3SET, 0X90);
ADS13_WREG(CH4SET, 0X90);
ADS13_WREG(CH5SET, 0X90);
ADS13_WREG(CH6SET, 0X90);
ADS13_WREG(CH7SET, 0X90);

第8通道输入同样12.5mv，10hz信号，输出如下图

可以看到现象不是很明显了，但是还是存在的。请问这种如何解释。以及剩下的这点现象如何继续消除。

我之前用过ADS131A04，原理图除了AD部分，电源系统及采样前置电路都是一样的，但是A04就没发现这种情况。请问还有什么地方可能影响信号吗？

接地的那一点您是不已经改了？即两种地需要0Ω电阻单点连接？

您8个通道分别测试和同时测量输入失调电压一样吗？差别有多少？

这种现象不能排除输入通道之间串扰产生的。

我之前遇到过一个用户也是这种现象，最后好像与输入信号源的输出阻抗有关，因为 ADS131E08 的输入阻抗不是特别大，典型值200MΩ。您描述说前置有差分电路，差分输出阻抗是多少？

您是使用的单电源供电，那还可能与输入共模范围有关，差分0V附近时共模输入是多少？

您示波器测量ADC 输入管脚处波形是怎样的？我想输出与输入波形对比下

前置电路用的差分芯片是TI 的THP210DR。电路如下，请帮忙看看阻抗是否有问题：

我用ADS131A04采0.8mv小信号，波形就挺好

前置差分电路和电源部分都相同，用ADS131E08采集信号，就有之前的台阶现象。

接地点已经改为0欧姆电阻单点接地了

THP210输出阻抗很小，应该不是输出阻抗的问题；

? ? 说：

我用ADS131A04采0.8mv小信号，波形就挺好

? ? 说：

前置差分电路和电源部分都相同，用ADS131E08采集信号，就有之前的台阶现象。

PCB layout 也一样吗？如果一样的话，我需要对比下这两款芯片的性能。

Amy Luo 说：

您示波器测量ADC 输入管脚处波形是怎样的？我想输出与输入波形对比下

异常时，您可以用示波器测量ADC 输入管脚处波形是怎样的？然后与输出波形做对比，看下是否前端电路引入的失真

还有可能是串扰；您先用示波器测量ADC 输入管脚处波形，然后与输出波形做对比