[参考译文] ADS1231：1mV/V，300克负载单元

您好，Jeff：

使用ADS1231时的噪声太高，无法使用内部增益获得所需的分辨率。  您可以尝试使用外部仪表放大器， 但测量将不再是比例计(与参考和激励相关的噪声是常见的， 并将取消) ，您还必须添加来自放大级的任何噪声(放大器和放大器获得的任何外部噪声)。  使用内部PGA也比使用外部PGA具有优势，因为即使分辨率位数随着增益而减少，噪音也会降低。  由于增益，外部放大器将增加整体噪声。  您可能只能将ADS1232用于内部PGA和一些平均值。  最大的问题是与称重传感器的最大输出相对的噪声。  ADS1231的可重复性(或最佳外壳重量分辨率)为：

满刻度称重传感器输出(克) /满刻度输出(伏) * P2P噪声(伏) = 300克/ 5毫伏* 231.9 NV = 13.9 mg

这比 你需要的差3倍。  使用与ADS1232相同的计算，您可以在不进行任何平均的情况下获得6.6 mg。  平均值应可使您降低到5毫克 。这是假设外部噪音已消除或至少最小化，以达到5毫克。 电力线循环噪音和EMI/RFI (手机 是一个大问题) 很容易导致理论上的问题。

另一个克服噪音的选项是增加激励电压，但这也会干扰比率计测量。  您可以使用+10V和-5V的双极电源 ，这将允许激励为15 V，满刻度输出为15 mV。  ADS1231的分辨率现在理论上改进为4.6 mg分辨率。  但是，参考和激励源的噪声现在将在真实测量结果中发挥一个系数。

此致，

Bob B  

Bob，感谢您的反馈。  我读过你的许多其他帖子，希望你能找到我的。

它听起来就像ADS1231本身不适合。  ADS1232可以工作，但最多只能将其推至极限。  如果我从成本较低的芯片中移走，是否有更合适的部件或更先进的解决方案？

您好，Jeff：

我很抱歉昨天我在发布时出错了，但实际上没有成功，今天不得不重新发布。

在使用高端设备方面，我们确实拥有噪音较低的设备。  例如ADS1262，但此器件的增益有限(最大为32)。  另一个问题是ADS1262的全标范围为2* VREF (+/-VREF) ，而ADS1232则为VREF (+/-0.5VREF)。  全刻度范围的增加和有限增益相结合，使得两个器件最终几乎相等，ADS1232是成本的一半。

为了展示使用平均值的改进，我使用ADS1232REF进行了一个简单的测试。  第一个激发只是使用短路输入测试的原始结果：

第二轮显示了使用4个移动平均结果时，平均值如何帮助减少噪音：

这些结果并不能保证系统性能，但它确实表明ADS1232能够实现您所需的结果。  最大的障碍是将外部噪音排除在测量范围之外。

此致，

Bob B

我实际上有ADS1231REF。 我从未注意到ADS1232REF。

平均值是可以接受的，所以我可以在10SPS下扩展到10个或更多样本。 精确度是这里的目标，因为我可以牺牲一些速度。

作为一项改进，我考虑使用零漂移运算放大器或具有小增益的运算放大器作为ADS之前的一个阶段。 我真的没有提到我可能会添加多少额外噪音。 您对此方法有什么想法吗？

此外，交流激励是否有助于降低噪音？ 还是交流激励主要用于漂移？ 我认为漂移在这种应用中并不重要。

再次感谢。

您好，Jeff：

使用ADS1232的一个优点是，您可以在增益为128时比较使用ADS1232的所有结果，或者在ADS1232前面添加INA并使用增益1。  INA的正面增加了称重传感器的输出电平。  缺点是测量值不是比例式的，可能会受到参考噪声和漂移的影响。

关于ADS1262，您可能会发现此TI设计 信息是由我的一位同事编写的，非常有趣：

http://www.ti.com/lit/ug/tiduac1/tiduac1.pdf

上面讨论了交流激励。  除了通过使用交流激励求平均值来消除偏移外，您还会获得一些好处。

此致，

Bob B

在使用ADS1231进行测试后，我可以确认它已经接近，但还不够好。 在相同静态负载下，信号变化太大。

转到INA解决方案。 我看到INA163被推荐为低噪音放大器。 您是否会推荐其他产品？ 我希望能尽量提高收益。 然后，我将使用低噪声ADC，如ADS1232。

您好，Jeff：

我认为INA163还可以，但它使用双极电源。  您可以在放大器论坛上提出一个问题，以获得单一的电源建议，因为INAS不是我通常使用的部件。

如果你有双极电源，我会回到我之前的帖子，并建议增加激励电源。  如果您增加激发，则您还将增加可测量的分辨率。  此外，您还可以删除INA的偏移，增益和漂移误差。

此致，

Bob B

关于INA163，我忽略了这个细节...  过于关注需要更多收益。  我不打算使用双极耗材。

在每次实际使用之前，将经常对装置进行校准。  我认为增益误差和偏移应该得到校准。  我只是没有找到一种方法来读取极小的信号。

根据您在这些应用程序方面的经验，您的建议是什么？

如果您认为负面参考可以解决我的解决方案问题，我可以添加负面参考。

Bob，

感谢您的意见。 我订购了ADS1232REF。

Bob，我回来了...

我有ADS1232REF。  结果看起来不太乐观。  我看到145nV p-p超过1000个示例窗口和64 AVG窗口。  这是在无负载的情况下连接300g称重传感器的情况下。  电缆长度约为6英寸，带有屏蔽层。  这是一种比率测量。

似乎有一个非常低的频率信号导致变化。  这是p-p噪声的主要原因。  这与我在ADS1231REF和定制板上看到的类似。

我将尝试附加数据日志文件。  也许您会认出某些东西。

这是16个样本的平均值。

e2e.ti.com/.../ADS1232_5F00_Avg16.txt

您好，Jeff：

ADS1232REF对于R23和R24只有0欧姆电阻，这是抗锯齿滤波器的一部分。  如果不使用平均值，特定频率可能会更清晰可见。  除了噪音，似乎还有一些漂移部件。  

显示的NFB结果更像我期望的那样，没有平均值和短路输入。  我会将输入设置为中AVDD电源处的短路情况，并先查看该情况的结果，然后尝试取平均值。  这将是您的最佳情况。  从那时起，我将连接真正的输入并尝试确定噪音源。  您可能会发现，来自实验室用品或HVAC系统的小振动或风扇在附近吹来可能是噪音和漂移的主要来源。  参考电压为5V时的90代码偏移为210nV。  只需敲击工作台或在 输入周围移动的气流就会导致此偏移。  来自EMI/RFI的任何更高频率的噪声源都有可能使结果产生混叠效果。

我建议将两个输入滤波器电阻器更换为最小1k欧姆，看看您是否可以通过提高抗锯齿切断频率来获得一些改进。  电阻越高，电阻越高，噪音也就越大。

此致，

Bob B

我将更改电阻器并查看发生了什么。 之前我在1/2vref上使用短路输入进行了测试。 噪音与部件规格不符合。

我认为低频率漂移是我的问题。 对于称重传感器，这是否是典型的情况？ 是否有编程技术可将此最小化？

LPF的时间常数必须非常大，因此我不确定标准FIR或IIR是否有效。 我可以运行一个具有极低截止值的IIR，并在负载变化时重置输出，让滤波器在稳定的情况下正常运行。

这样低频率的抛出异常并不会真正奏效。

您好，Jeff：

噪音和漂移的可能性非常大，您几乎必须尝试逐一隔离每个问题，以了解解决 问题所需的方法。  漂移可能来自许多来源，其中一种是自热。  我试图通过将称重传感器和ADC放在一个盒子中来隔离热活性。  循环气流可能是漂移的大问题。

对于噪音，它确实有助于发现噪音源。  如果是振动，则将称重传感器和ADC放在橡胶垫脚或垫上可能会有所帮助。

此致，

Bob B

我仍在运行测试以查找漂移的来源。  该应用程序可能允许某种程度的自动归零控制来管理某些漂移。

回到分辨率，您是否曾尝试过电阻分频器网络来扩展Vref+？  我当时考虑降低Vref+并使用更多的ADC范围。  这仍应保持我的测量比率。

您好，Jeff：

你可以尝试一下，但我怀疑这是否值得努力。  我之所以没有尝试这种做法，有几个原因。  一种是基于转换的噪声(量化)。  从我在5V时的粗略计算，然后将其分为两半用于2.5V参考输入，您会 由于噪声而损失额外的2位分辨率。  因此，您必须了解动态范围的增加是否值得尝试。  第二个问题是，虽然测量值仍保持比例式，但您将增加电阻器噪声。

此致，

Bob B