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[参考译文] ADS1118:0周围的非线性

Guru**** 2386600 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1118
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/1084131/ads1118-nonlinearity-around-0

部件号:ADS1118
“线程: 测试”中讨论的其它部件

大家好,我正在尝试使用 ADS1118来测量一对热耦合的温度。

首先,我想测试纯信号链准确性,而不需要热耦合。 我使用此电路板 CN0531 (https://www.analogue.com/en/design-center/reference-designs/circuits-from-the-lab/cn0531.html)生成稳定的可编程输出电压,范围为-30mV 到+30mV,步进为10uV。 同时,使用 DMM 记录 CN0531的输出(ADS1118的输入)。 已记录 DMM 和 ADS1118的读数,并计算了错误。 与 DMM 读数图解相比,错误如下所示:

X 轴和 Y 轴均以 mV 为单位测量。

 使用了建议的电路设计:

下面是我的问题:

  1. 为什么0周围的错误这么大?
  2. 显然存在增益错误。 这是预料中的吗? 这是否意味着我需要校准每个印刷电路板?
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    你好,Jin,

    您能澄清您的图表吗? 您提到 Y 轴为 mV,但它被标记为错误。 如果您正根据转换后的 ADS1118输出绘制 DMM 输出,则我会期望一条斜率=增益的正线性线(如果没有错误)。 通过错误绘制 DMM 输出(错误= DMM - ADS 输出),我希望得到一个斜率为0的理想图解(以表示没有错误)。 当输出应为0时,我没有得到准确的值,但它看起来是一个正误,然后被传输到负错误。 让我知道图表的目的是什么,以及您希望看到的内容。

    您能否确认您的输入是如何配置的? CN0531的输出看起来不差,因此我假设您的负输入设置为 GND。 在零时,我希望输出也等于 GND,这意味着输出代码应该是 ADC 的偏移量。

    我将了解一下原理图以及您在平均时间中提到的原始帖子。

    谢谢,

    Cole

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    您好,Cole,

    非常感谢您的回复!

    Y 轴是错误,(ADS - DMM)。 ADS1118配置了差动输入。 我正在关注 SLAU509。

    我预期会有一个恒定的 Y (偏移误差)或一条斜率线(增益误差)。

    经过一些实验,我发现,如果信号是在 AIN0和 AIN1处而非原理图中所示的终端块 TC0_P,TC0_N 处注入的, 则错误绘图将变为线性,如下所示:

    误差图中的噪声是由于 ADS1118的定量效应(1LSB 的7uV 左右)造成的。

    所以问题似乎与电阻器 R39和 R40有关。 但我不确定为什么 R39和 R40会导致非线性化,因为我正在遵循应用说明中的建议。

    谢谢!

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    啊,是的。 CN0531的输出不是差分的,我将 CN0531的接地连接到 TC0_N

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    你好,Jin,

    这是一个很好的发展,它也与你所联系的帖子有着相当直接的联系。

    有很多方法可以解释可能发生的事情,我将引用您所使用的 E2E 帖子作为参考:

    正如我所提到的...在它与输入偏置电流有关的问题上,它比这更复杂一些...数据表显示了 ADC 的输入电路的基本表示。 但是,由于开关电阻和电流盖的有限充电时间,实际电路变得复杂。 此外,通过任何输入过滤,您都可以获得可能导致额外错误的充电不平衡。
     
    通常这不是问题,特别是当输入信号尺寸非常大时。 如果输入信号较大,则这几乎会显示为增益错误,因为该错误在整个零件范围内变得更大时是相当平衡的。 但是,当信号尺寸非常小时,少量的电荷失衡会导致明显的错误,并几乎使其看起来像死区。

    换句话说,数据表可能会将输入阶段显示为开关,但我们可以更现实地将它们建模为 需要动态切换偏置电流的组件。 偏置电流需要来自某个位置并流经 R39和 R40 (即输入上反走样滤波器的电阻器),因此我们预计这些电阻器会产生错误(这是任何电阻器容错错误的补充)。

    更复杂的是,如果我没有错,AD8675的输出阻抗(即 CN0531上的输出缓冲器)可能峰值约为50欧姆,热电偶在毫欧姆范围内。 这将解释为什么“使用 ADS1118 (SLAU509)进行精密热电偶测量”的设计者在参考设计中没有看到这种错误,但您是这样。

    Joseph Wu 建议减少 电阻器并查看错误是否已减少,我同意。 在参考的 POST 中,它们使用的电阻为100欧姆,因此您可能需要小于100欧姆。 错误可能在零时减少,但您可能会发现,当您将抗锯齿滤波器切断频率移动得更高时,其它错误也会增加。 这通过增加滤波器的电容器值来解决。

    请告诉我减少这些电阻器是否有帮助。

    最佳

    Cole

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    您好,Cole,

    感谢详细的解释!

    如果没有昂贵 的仪器,就很难产生低噪声紫外线电平电压源。 因此,我不会在源阻抗方面做得更深。

    我将尝试降低电阻值并增加电容器值。

    此致,