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[参考译文] ADS1231：适用于 4 个负载单元的低功耗 ADC

admin
Guru**** 2910380 points

Other Parts Discussed in Thread: ADS122C14, ADS122S14, ADS1231, ADS122C04, ADS1220, ADS124S08

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/1648727/ads1231-low-power-adc-for-4x-loadcells

器件型号： ADS1231
Thread 中讨论的其他器件： ADS122C04、 ADS1220 、ADS122C14、ADS122S14 、 ADS124S08

TI 团队大家好、

我们当前的产品使用 ADS1231、其中四个称重传感器排列为惠斯通电桥来测量重量。

我们正在调查 ADS1231 是否有具有类似测量性能的较新或低功耗替代方案、适用于电池供电型称重应用。

当前设置：

  • ADC：ADS1231

  • 负载单元：电桥配置中的 4 ×负载单元

  • 应用：电池供电称重/重量测量

  • 预期改进：平均功耗更低

  • 首选系统电源：3.3V

  • 测量速率：可接受低速、约 10–20SPS

  • 一个差分电桥测量目前已经足够了、但如果用于相同类型的称重传感器/称重秤应用、4 通道 ADC 也会很有趣。

问题：

  1. 对于负载电芯/桥式传感器测量、是否建议使用具有类似噪声和漂移性能的 ADS1231 低功耗替代产品？

  2. ADS1220 或 ADS122C04 是适用于该应用的替代产品、还是通常将其视为与 ADS1231 相比的测量性能降级？

  3. 如果需要四个独立的称重传感器测量而不是一个组合电桥输出、您会推荐使用哪个 TI ADC？

  4. 为了获得最低的平均功耗、您是否建议使用集成式低侧开关保持 ADS1231 并对电桥激励进行占空比调节、或者改用较新的 ADC（如 ADS1220）？

  5. 是否有任何专门推荐用于电池供电称重秤应用的新型 TI 桥式传感器 ADC？

我们主要是尝试确定是否有一个明显更新且功耗更低的器件、在继续使用 ADS1231 之前我们应该考虑这种器件。

此致、
Samuel

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    TI__Guru**** 2910380 points
    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。

    您好 Samuel、

    欢迎来到我们的 e2e 论坛、非常感谢您关注我们用于称重秤应用的 ADC。

    通常、我们有用于使用 ADS122S14 (SPI) 和 ADS122C14 (I2C) 进行电桥测量的较新、较低功耗的 ADC。 它们被视为下一代 ADS1220 (SPI) 和 ADS122C04 (I2C)。 与 ADS1231 相比、这四个 ADC 都可以在更低的功耗下运行。 但是、凭借这种较低的功耗、噪声性能也会降低。 很遗憾没有免费午餐。

    ADS122S14 和 ADS122C14 提供多达四个差分输入、因此可用于测量四个独立的桥式传感器。

    ADS124S08 也可能值得考虑。 它提供与 ADS1231 相似的噪声性能、但功耗较低。 它还可以测量四个独立的电桥传感器。

    此致、
    Joachim Wuerker

  • 0
    TI__Guru**** 2910380 points
    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。

    您好 Joachim、

    感谢您提供有用的答案。 由于较低的功耗在我们的应用中很重要、因此我们现在倾向于评估 ADS122C14 或 ADS122S14 的下一个设计、前提是在我们的系统中可以接受性能权衡。

    我有一些关于建议的电桥/称重传感器拓扑的后续问题。

    确切的称重传感器类型可能会有所不同、但当前设计使用 3 线称重传感器、其额定负载约为 3kg/5kg、灵敏度为 1.0–1.5mV/V、激励电压为 3V 至 10V。

    对于四个 3 线半桥负载单元、您是否建议采用相同的组合电桥拓扑并使用 ADS122C14/ADS122S14 测量一个差分电桥输出？

    如果我们想独立测量四个称重传感器、这通常是否需要更改为四个具有单独 E+、E−、S+和 S−连接的全桥称重传感器？

    对于低功耗电池应用中的 ADS122C14/ADS122S14、在两次测量之间切换电桥激励的推荐硬件方法是什么？ 您会推荐由 ADS122C14 GPIO 控制的低侧 NMOS/负载开关还是高侧负载开关？

    对于采用开关电桥激励的比例式电桥测量、REFP/REFN 是否应作为开尔文检测连接直接连接到电桥激励端子、或者在使用同一电源轨为电桥供电时、使用 AVDD/GND 作为 ADC 基准通常就足够了？


    此致、
    Samuel

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    TI__Guru**** 2910380 points
    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。

    您好 Samuel、

    这些都是很好的问题、我可能没有所有正确的答案。

    遗憾的是、我们实际上没有专业知识来了解将四个半桥合并为一个差分信号比测量四个单独的全桥更好还是更差。 您可能还能够针对一个通用的固定半桥（使用精密电阻器）单独测量每个半桥、而不是四个全桥。
    测量各个称重传感器的主要缺点之一是、您需要一个具有更多输入通道的 ADC、然后必须在各个通道之间进行多路复用、这会降低吞吐量。 或者、如果您希望获得与测量一个差分信号相同的吞吐量、则会损失噪声性能、因为您必须以更快的速度运行 ADC。

    我们建议禁用电桥激励、使用由 MCU 的 GPIO 或 ADS122x14 GPIO 之一控制的低 R_DSon FET/开关。 无论开关位于高侧还是低侧、这个问题应该无关紧要。 从我所能看出、使用低侧开关似乎非常常见。

    另一种替代方法是使用 ADS122x14 中集成的激励电流源来激励电桥。 可以启用和禁用这些功能。

    为获得最佳性能、对电桥端子的基准输入使用开尔文连接当然始终是优选解决方案。 但归根结底、这一切都取决于您需要的性能级别。
    如果您校准系统并且在有限的温度范围内运行、那么这可能不会那么严重。   

    此致、
    Joachim Wuerker

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    TI__Guru**** 2910380 points
    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。

    您好 Joachim、

    谢谢、大有裨益。 根据您的反馈、我们将继续为下一个设计评估 ADS122C14。


    此致、
    Samuel

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    TI__Guru**** 2910380 points
    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。

    听起来不错的塞缪尔。

    您应该能够从 TI.com 为 ADS122C14 订购样片和评估板。
    产品文件夹中还提供了器件的示例 C 代码、可帮助您快速入门。

    此致、
    Joachim Wuerker