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[参考译文] ADS1256:最大限度地提高多路复用吞吐量的软件校准策略

Guru**** 2769425 points

Other Parts Discussed in Thread: ADS1256, ADS1261

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1602477/ads1256-software-calibration-strategy-to-maximize-throughput-in-multiplexing

器件型号: ADS1256
主题中讨论的其他器件: ADS1261

您好专家、

我正在使用 ADS1256 设计多通道数据采集系统。 该应用需要频繁切换输入多路复用器、PGA 设置和数据速率。

SELFCAL在 MUX/PGA 配置每次更改后运行硬件自校准 () 都会引入显著的延迟(高达~1s、具体取决于 DRATE)、这对于我的目标系统吞吐量来说是不可接受的。

为了在保持高精度的同时保持高吞吐量、我计划实施软件校准 策略。 希望您提供有关此方法是否有效的反馈意见。

以下是工作流程:

  1. 表征:MCU 循环使用所有必要的 MUX/PGA/DRATE 组合。 对于每个配置SELFCAL、它会运行、读取生成的 OFC 和 FSC 寄存器值、并将它们存储在 MCU RAM 中的查找表中。

  2. 采集:在正常运行期间、I 将“理想“值写入 ADC 寄存器(数据表表表 18 中的 OFC = 0 且 FSC =理想 FSC)。 这允许立即切换 MUX/PGA、无需等待校准。 ADC 输出“未校准数据“。

  3. 补偿:MCU 使用存储的 OFC/FSC 值对未校准数据进行线性校正。

根据 ADS1256 架构(数据表的图 23 和公式 3)、我推导出以下要由 MCU 计算的补偿公式:

Final_Output = FSC/IDEAL_FSC*(Raw_Output - OFC/ALPHA*IDEAL_FSC*beta)

其中:

  • FSCOFC:存储的实际校准值。

  • Ideal_FSC,AlphaBeta:数据表中的系数表 18.

以下是我的问题:

  • 对于 ADS1256 内部 ALU 处理路径、该数学模型是否正确?
  • 在从外部处理校准校正时、使用固定的“理想“校准寄存器驱动 ADS1256 是否存在任何隐藏的缺陷?

提前感谢您的支持。

Alessandro

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    尊敬的 Renan Santos Adriano:

    您能否让客户使用其公司电子邮件地址直接在 e2e 论坛上发布他们的问题、而不是通过 CSC 解决?

    -布莱恩

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    谢谢 Bryan、我使用公司电子邮件登录了 e2e 论坛。 此致、Alessandro

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    您好 Alessandro di bona

    感谢您对此进行后续跟进

    您描述的过程应该可以正常使用、只需将校准从 ADC 内部到控制器代码内部即可

    您提到的每个“多路复用器“组合都将包含在内、除非您尝试在 ADC 外部校准您的系统、例如您在 ADC 之前放置的任何额外信号调节电路、否则不应该有必要进行组合。 内部校准将缓冲器/PGA/ADC 输入与多路复用器输出断开、因此尝试校准不同的多路复用器通道没有好处。 不过、您应根据是否启用/禁用缓冲器进行校准

    您还可以考虑使用 ADS1261 等器件、它实际上是 ADS1256 的下一代版本。 该器件没有不同数据速率下不同的 α/β 值、因此校准会更简单一些。 但是、ADS1261 VREF 电压并未路由到增益校准的输入端、就像使用 ADS1256 一样、您需要手动将 VREF 电压路由到其中一个输入才能实现此目的。

    -布莱恩

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    您好 Bryan、

    感谢您的澄清。 了解多路复用器在内部校准期间物理断开是非常有用的。

    但是、我的应用不仅要求切换多路复用器、还要求 在通道之间动态切换 PGA 增益、以处理不同的信号范围。

    我的理解是、虽然 MUX 设置与无关SELFCAL、但 PGA(和 Buffer)设置是校准路径的一部分。 因此、如果 I 切换增益(例如,从 1V/V 到 64V/V)、失调电压 (OFC) 值和满量程 (FSC) 值将显著变化。

    为避免SELFCAL每次增益发生变化时运行硬件都会出现延迟、我仍计划使用查找表方法来存储特定的 OFC/FSC 值、并以数学方式将这些值应用于我的扫描序列中使用的每个 PGA 配置。

    您能否确认这是处理动态 PGA 切换而不会影响吞吐量的正确策略?

    再次感谢、Alessandro

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    您好 Alessandro di bona、

    我唯一的评论是多路复用器配置与校准系数无关、而缓冲器配置很重要。 但是、我可以明确指出、是的、PGA 增益和数据速率也很重要。 因此、您应该在 LUT 中包含要在系统中使用的缓冲器设置、PGA 增益和数据速率的任何相关组合

    -布莱恩

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    您好 Bryan、

    感谢您的最终确认。

    现在可以清楚地看到、虽然多路复用器无关紧要、但使用查询表对于正确无延迟地动态处理各种缓冲器、PGA 和数据速率组合确实至关重要。

    我拥有继续操作所需的所有信息。 您可以关闭此主题。

    此致、再次感谢您、Alessandro