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[参考译文] ADS1294R：集成基准的低频噪声。

admin
Guru**** 2539500 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1294R, REF2125, ADS1294

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/632995/ads1294r-lf-noise-of-the-integrated-reference

部件号：ADS1294R
主题中讨论的其他部件： REF5025， REFF2125， ADS1294

您好！

第一个基本问题：我使用ADS1294R运行一个电池驱动的系统(非常紧凑)，以10Hz的频率进行呼吸检测。 为了降低功耗，我在必须完成测量时打开ADS，然后再次关闭。 这仅适用于外部参考，因为内部参考需要至少150毫秒的启动时间。

外部参考也不应消耗太多功率，但应提供足够低的噪声级别以进行充分的测量-关键部分是频率的1/f-噪声。 <1Hz。 ADS129xR数据表表1和2提供了至少1k采样的噪声信息-但对于32ksps，这意味着仅31ms，对于500Hz，测量周期为2秒。 因此，如果我想进行呼吸检测，此信息并不合适。

当然，在使用外部参考进行首次测试之前，我还使用了内部测试，这种测试让我感到惊讶，惊讶，确实取得了良好的结果。

我想得到一个关于0.1 －10Hz的噪声级别的简单信息，例如10Hz－10kHz 作为内部参考，以便为正确的外部参考电路设计提供数据基础。

提前感谢。

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    TI__Guru**** 2539500 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Jurgen，

    感谢您对我们的ADS1294R的关注！

    我可以问我们的设计师，我们是否有更具体的内部参考噪音信息。 您是否还看过典型特性表中的图3？ 此处显示了在10秒周期内捕获的单个信道的峰到峰噪声。 数据速率和增益设置列在上面的标题中。 如您所见，此配置中测得的噪声在ADC输入短路的5uVpp范围内。

    此致，
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    TI__Guru**** 2539500 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。

    早上好！

    使用500 SPS的图3表示它可能具有至少250Hz的噪音-如果我拥有此图的原始数据，我可以提取0.1 －10Hz的噪音，但不幸的 是，该图本身没有提供该信息。 但是，它似乎显示了低频噪声，1.5 至2uVpp -输入放大器的比例是多少，参考给出了什么？ 请注意，图标题未提供有关VCAP1 (22uF？)处使用的电容器的信息  和VREFP-VREFN (10uF？)。

     有关图32中推荐的外部参考的其他信息： REF5025具有 3uVpp/V的典型噪声级别，即2.5V的7.5uVpp。  是否更适合申请REF2125并使LPF遵循参考输出(至少为1k和100uF)？ 还是该滤波器只能抑制HF和残余电源噪声？

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    TI__Guru**** 2539500 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，Jurgen，

    您在图中看到的噪声只能来自PGA和 Δ-Σ 调制器中的热噪声以及ADC的量化噪声。 参考噪声不会影响此图解，因为测量是在PGA输入短接在一起并偏置到中电压的情况下完成的。 参考噪声仅在非零输入中起作用，而在输入电压较大时会增加。

    在与设计师讨论后，我想分享有关内部参考启动时间的更多详细信息。 150ms主要受R1与VCAP1引脚上的电容器之间的RC时间常数的限制。 对于R1 = 12.5k和C = 22uF，一个Tau等于275毫秒；但是，我们指定了典型的150毫秒，因为这通常是内部挡板电压从器件编程寄存器中正确读取所需的时间。 您可以通过缩放外部电容器的值来减少此时间。 虽然此电容确实提供了额外的滤波，但如果您将其缩小10倍甚至100倍，噪声性能的损失不会造成损害(特别是因为参考噪声仅在ADC的大差动输入电压下占主导地位)。 VREFP和VREFN之间的外部电容将保持如现在一样，因为需要为内部参考采样电路提供电荷。

    此电容器的缩放下限由设备的内部tPOR (通电重置)定时设置，等于2^18 tCLK。 对于CLK = 2.048 MHz，tPOR至少为128ms (如果VCAP1仍< 1.1 V，则更长)。 因此，将VCAP1降低到10uF才有意义。 这将允许您最大程度地过滤内部带隙电压，而不会将所需的启动时间延长到tPOR所要求的时间。

    我个人建议采用这种方法，而不是设计自己的外部参考。

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    TI__Guru**** 2539500 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。
    感谢您的详细解答。 在用几个方程式来解释之后，我认为可以说"参考噪声与标称参考电压的比值必须小于峰值-峰值-信号与信号基线的比值"， 例如，对于delt_R=0.1欧姆和基线R0=1kOhm的生物阻抗，比率为100ppm，这意味着基准的峰值-峰值-噪声必须小于100ppm*2.5V=250uV -对于20dB SNR，我需要一个噪声不超过25µVpp Ω(0.1 －10Hz)的基准-我对吗？

    BTW：2^18时钟周期仅适用于完全重置， 但是我用相应的输入引脚关闭ADS电源，然后重新打开它(然后重新写入寄存器映射)-这只需要几十微秒(请参阅我的另一篇文章)-所以我仍然需要外部快速参考；(
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    TI__Guru**** 2539500 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Jurgen，

    已理解。 我想与您确认，在/PWDN =0期间，模拟和数字电源是否仍然存在？ 当ADS1294位于/PWDN中时，您的外部参考电压是否仍存在？

    如果耗材仍然存在，则在/PWDN =1之后，您可以正确地不需要遵循tPOR过程。 此外，寄存器映射将保留先前的设置，因此您不必重写这些设置。

    我不能完全确定您提出的关于外部参考噪音的经验法则。 从理论上讲，这是有道理的，但请记住以下几点：

    1. 数字滤波器将进一步限制信号链的有效噪声带宽。 您之前提到过，在500SPS时，您可以有效地看到高达250Hz的噪音。 确实如此，但SINC3数字滤波器已将0.262 TmFDR处的噪音衰减3dB，因此这种噪音的影响更小。
    2. 用于小输入信号(即 VIN<< VREF)，电压参考的噪声影响可忽略不计。

    看起来REF5025或REF2125可能适用于您的应用，但请注意，REF2125的漂移要高2倍(6ppm与3ppm相比)，噪声要高67 % (5uVpp/V与 3uVpp/V)。 我仍然不建议在没有缓冲器的情况下使用与参考输出和VREFP串联的大电阻器。

    此致，

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    TI__Guru**** 2539500 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！

    AD 1：您会同意，即使是一个小数筛选器也不能过滤因引用而产生的噪音-这就是为什么我们将其称为'引用'，不是吗？

    Ad 2:这就是我简单描述的意思。 我对噪音的担忧主要是由1/f-噪音引起的：对于呼吸检测，我们讨论的周期为 3至10秒(取决于活动)。 对于极低的呼吸速率(即休息期间)，额外的挑战是呼吸主要通过隔膜发生，但胸部/肋笼不会产生太多作用，信号变化非常小。 在应用设备时，温度也会发生变化，但这种变化比几个呼吸周期慢得多，而且不会对大于1分钟前的绝对值感兴趣。

    为了澄清我关于噪声的陈述：想象一个信号具有特定的基线VCM，其交替(峰-峰)信号vs，pp位于顶部 ，参考Vref带有噪声(峰-峰) VN，pp. 在最坏的情况下，我希望二进制转换信号仍然显示(VCM+vs，pp/2)大于(VCM-vs，pp/2)，即使是最坏情况下的噪声，即

    (VCM+Vs，pp/2)/(Vref+VN，pp/2)>(VCM-Vs，pp/2)/(Vref-VN，pp/2)

    要简化操作，可以定义两个变量alpha=vs，pp/2/vcm和beta=VN，pp/2/Vref。 解析该解方程式将导致alpha>beta，它代表您所考虑的内容：对于较小 基线之上的较小峰值-峰值 ，alpha相当大，因此beta (即参考噪声级别)也可能较大。