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[参考译文] ADS124S06：在ADC输入之间切换以及使用不同的PGA增益和IDAC电流时的实用SPS

admin
Guru**** 2387080 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS124S06, ADS1263
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/629392/ads124s06-practical-sps-when-switching-between-adc-inputs-and-using-different-pga-gains-and-idac-currents

部件号：ADS124S06
在“线程： ADS1263”中讨论的其他部件

ADS124S06每秒广告4K样片。  但是，我想知道在两个不同频率测量两个输入时，什么是实用的SPS。  我想尽快测量的主要测量值。  辅助测量是一个温度二极管，我只需要偶尔测量(1-10SPS)。  我想保持主要测量的稳定速率，因此我需要以一定的速度运行主要测量，以便在主要测量之间完成次要测量。  但是，我在数据表中看不到任何指定在 切换到其他度量值并返回所需的各种设置之间进行更改所需的时间(或时钟周期)的内容。  

详细信息：一组ADC输入(主要测量)我正在使用一个IDAC驱动恒定电流并测量可变电阻网络中的压降。  我有一个与此网络串联的固定电阻器，我在该网络上参考我的REFP和REFN。  有时(每秒1到10次)我想切换到次级测量，即二极管上的压降。  我可以提前启用IDAC和REF (并保持打开状态)，由于我有两个IDAC，我不必更改IDAC电流设置(即使我有不同的电流)。  因此，它实际上是指切换至不同的PGA增益，切换至二极管连接的ADC输入，更改PGA增益，读取读数(或SINC3的读数为3)，将PGA增益切换为主要测量增益。  进行二次测量并为下一次主要测量做好准备需要多长时间？  我使用的是ADS124S06的内部层块。 所有电源的3.3V电压。 无睡眠或低功耗模式。  

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    TI__Guru**** 2387080 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。
    Tom，


    通常，您应该能够以较低的开销快速更换信道。 在您的情况下，您主要担心更改PGA增益，因此在增益设置之间会有少量的稳定时间。 PGA通常在50us内稳定在Fs的10ppm，具体取决于增益。 基本上这意味着您需要大约50us的开销才能在设置之间稳定PGA。

    此外，超过PGA范围可能会增加恢复时间。 如果您要从具有较低增益的较大信号的信道更改为具有较小信号和较高增益的信道，最好先更改多路复用器，然后再更改增益。 这种方式的放大器不会看到PGA范围过大的情况。 我和设计师谈过，他认为过载恢复时间与PGA首次启用时的启动时间相似。 这一次应该是大约200us。

    通常，在切换mux并开始新的转换时，数据表中的表15使用sinc3筛选器给出了完成转换所需的时间(表13用于低延迟筛选器)。 第二列中给出的时间不包括延迟[2:0]位设置的额外可编程延迟时间。 我认为默认延迟为55us (使用4.096MHz外部时钟)。 这应考虑到大多数不超过PGA范围的过渡时间。

    如果必须启用和禁用参考或IDAC，或者如果IDAC输出需要更改，则可能需要额外的时间。 例如，如果IDAC输出从一个通道更改为另一个通道，您可能会有一些RC与任何电阻传感器和具有任何电容可用于滤波的参考电阻器稳定。

    我不确定您希望如何在您的主要测量和次要测量之间交错放置样本，如您在帖子中所述。 只需记住，只有一个ADC，您使用多路复用器中断次级测量的主要测量。

    希望这能回答您的问题。 如果我没有回答您原来的帖子，或者您还有其他问题，请告诉我。


    吴若瑟
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    TI__Guru**** 2387080 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，Joseph，感谢您的回复。  基本上，由于我使用一个IDAC进行主要测量，而另一个IDAC用于辅助测量，而不是更改或关闭它们(我不必处理REF或IDAC稳定时间)， 如果我先更改mux，然后再更改PGA (以避免过载情况)，我可以在理论上进行二次测量，然后切换回主要测量输入，PGA in 55us + 55us = 110us， 这小于我必须在中执行此操作的250US (1/4kHz = 250US)。   

    感谢你的帮助。

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    TI__Guru**** 2387080 points
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    Scott，


    其实，我想你可能误解了我。 让我们来看看您在4kSPS和低延迟时间下进行主要测量的情况。 每250美元就会得到一个数据，你需要打破记录并进行二次测量。

    此时，您可以在设置中进行更改，以触发新的转换。 我们假设需要10us (在SCLK最小周期为100ns时，可以用更少的时间完成，但我们假设您有更多内容要写)。

    写入会在二次测量的新配置设置下触发新的转换。 回到表13，转换需要406us (底部的第2列)。 此外，您还需要添加可编程延迟55us。 这意味着总的写入时间需要10us，可编程延迟的55us，然后转换的时间需要406us。 这总计为471us，以获取数据。

    之后，您需要将ADC重置为主要测量值。 此时，您需要写入配置并等待转换完成。 这将需要另一个471us才能获得主要测量值。 此后，每250美元(4kSPS)将完成一次连续测量。 因此，您将有额外的120US开销来完成ADC的任何配置更改。

    请注意，任何可编程延迟都是转换时间之外的。 在整个数据期间，ADC会重复对输入进行采样，以提供单个转换数据。 请注意，在4kSPS时，将对64个tmod时钟进行采样，以生成一个输出数据。

    图72底部也说明了这一点。 您将在数据周期间隔的每个/DRDY脉冲处获得数据；在4kSPS时，这是250US。 但是，可编程延迟和ADC开销(在此时间内，输出数据是根据数字滤波器结果计算的)有额外的时间。


    吴若瑟
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    TI__Guru**** 2387080 points
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    我想我确实误解了！！  所以我想你们说的是，尽管我唯一要更改的两个寄存器是INPMUX和PGA寄存器(REF，IDACMAG和IDAC MUX没有变化)， 每次切换PGA设置和输入mux设置时，我的开销仍为471us ，因此在主要和次要测量之间交替切换时，我的最大主要测量通量约为1kHz (当ADC设置为4000SPS速率时) 当您计算471us时，需要切换到次级测量(包括55us延迟)，而471us需要切换回主要测量= 942us。  (ADS设置为使用低延迟过滤器进行连续转换)。

    假设我只想以每秒1次采样的速度进行二次测量，并且尽可能快地进行一次主要测量。  在偶尔进行二次测量时，如何避免主数据出现故障？  例如，我想避免在4000 SPS下进行初始测量，每250 US获得一个样品的情况。  然后，当需要进行二次测量时，我在942us期间错过了4个主要测量值，需要切换到二次Mux和PGA设置，进行测量，然后切换回主要测量Mux和PGA。  如果我将数据速率降低到1000SPS，则问题会更加严重，因为"第一个数据"将变为1.16毫秒乘以2加上55us = 2.375毫秒的延迟。  我会错过3个主要测量结果吗？  有什么办法可以解决这个问题吗？  

    我只看到3种方式，所有3种方式都意味着有效输出速率从4kHz降低到1kHz：

    1)在轮询模式下操作(将数据速率设置为4000SPS)，每1毫秒轮询ADS一次主要读数，然后在需要辅助读数时，在主要读数后立即切换到辅助输入/PGA设置，读取读数， 并切换回主读数输入/GPGA设置，所有读数均在1毫秒内断开。

    2)在连续模式下工作，但在每次连续测量之间的PGA寄存器中添加一个延迟(256设置= 1毫秒延迟)，除非等于  

    3)在连续模式下以4000SPS运行，微处理器在以下位置输出主要测量值：

    a) 1kHz，方法是丢弃在1ms tick上未发生的3个主要测量中的2个，

    b) 1千赫，方法是将3个主要测量值平均起来，每隔1毫秒显示1个测量值(通过A稍微降低噪音)

    c)通过在二次测量前后插入两个主要测量值(以1秒间隔测量)，创建一个pseduo测量值以保持4kHz采样率，达到4kHz。 每1秒进行一次测量(4000次测量中有1次)将是"计算的"测量。  在我的应用中，4kHz比我正在测量的频率响应快(大约1.5kHz)，所以这不是什么大问题。  

    即使我想办法配置我的硬件，以便我不更改PGA增益， 它似乎对我没有帮助，正如9.5 所说的。3.12 说，写入02h (INPMUX)(以及03h至07h)将重置数字滤波器并开始新的转换。  

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    TI__Guru**** 2387080 points
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    Scott，


    我想您理解不同测量值交错的问题。 使用选项1和3，您将以更快的速度运行设备，丢弃一些数据，并中断您的主要测量以进行次要测量。 这将以特定的数据速率保存输出数据。 选择选项2 (您离开了中间的句子)，我认为您要将设备设置为4kSPS，然后进行主要和次要测量。 这将导致一个主要测量值增加噪音，您可能会在恢复到原始速度时出现轻微延迟(我尚未检查这些数字)。

    不过，我认为还有另外两个方案值得探讨。 首先是使用另一个ADC进行二次测量。 如果您需要的精度较低，则可以使用廉价的16位ADC进行测量。 当然，速度不是一个因素。

    其次，您可以查看具有单独ADC的不同器件。 ADS1263可以以更高的速度运行，它还具有第二个板载ADC。 它可以执行10个通道(但实际上在引用和两个ADC之间共享11个输入mux)。

    请注意，该器件具有一个具有32位输出格式的主ADC和一个具有24位输出格式的辅助ADC。 如果您感兴趣，可以在此处查找详细信息：

    www.ti.com/.../ADS1263


    吴若瑟
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    TI__Guru**** 2387080 points
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    您好，Joseph -

    哎呀，是的，我不小心把剩下的选择都放弃了。2...it是一天结束的时候，我不得不离开。。。  2号的目标是在内部以4000SPS的速率持续运行ADC，但通过在PGA延迟设置中添加1ms延迟，在连续模式下以1000 SPS的速率人为输出ADC。  一旦需要读取辅助读数，则只需减少该时间段的延迟，以便它加上执行切换以获取辅助测量和返回所需的累积时间，即可保持主要测量的1kHz输出。  但是，我不喜欢这样做，因为我不知道是否可以将延迟相加，以便我可以为主要读数维持一个甚至1kHz的输出。  所以我可能不会走这条路。

     在进行次要测量后进行下一次主要测量时，您是否认为噪音是一个大因素？  噪声有多少个计数(估计值)？  输入稳定需要多少读数？  即，读数在先前读数的最小/最大值3999以内(假设输入针脚处的电压相同)？ 仅仅是由于您没有填充过采样缓冲区而产生的噪音是什么？  

    我已经看过ADS1263，但这有点过度使用，而且我正在双用途应用中使用它。  基于这些电子产品的某些产品需要超低功耗(更新速率较慢，每个样品1秒，每个样品20秒)。  某些产品的速度必须大于1kHz。

    因此，我的选择是：

    1)在该级别添加具有12位ADC的微处理器。

    和/或

    2)由于我的辅助过程是感应温度，因此添加了SPI或I2C温度传感器。

    我希望不会增加这两者的成本或复杂性。  

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    Scott，


    我认为噪音不是主要测量和次要测量之间的一个重要因素。 我只是提到这一点，因为将一次测量的1kSPS数据速率改为次要测量的4kSPS数据会有不同的噪音性能。 数据表中的表1至表8所示，不同的数据速率具有不同的噪声量。 请注意，基准对噪声的影响很大，因此如果您想要保持低噪声级别，您还需要一个低噪声基准。

    我认为ADS1263可能有点过载，但由于您需要高数据速率和第二个ADC来进行测量，我想我会推荐它。

    对于温度测量，您正在测量什么，您正在寻找什么精度？ 有大量I2C温度传感器的准确度为±1°C和±0.5°C


    吴若瑟
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    你好，Joseph -  

    很好  我想我们现在都知道，我不会为我的选项2 (或1或3)更改内部SPS，并且使用您10月6日的声明，切换输入和PGA不会产生额外的噪音。  因此，使用#2，我可以获得1kHz有效的一次测量，同时偶尔对二次测量进行采样，而且选项#1和#3也将成功，而不会产生额外的噪音。

    但是 ，我该如何处理9.5 中的语句。3.12 说了这一点

    "写入02h (INPMUX)(以及03h至07h)将重置数字滤波器并开始新的转换"？

    此事件后，我是否会收到额外的噪音，因为我正在通过写入WREG 02h和03h重置数字滤波器？  或者填充过滤器所需的时间是否已计入406us中(表13第2列)？

    在温度测量方面，0.5C是非常准确的。  这似乎是一种不太复杂的方法

    谢谢！

    Scott

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    TI__Guru**** 2387080 points
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    Scott，


    在02小时或03小时之前，您不会听到额外的噪音。 只要模拟输入是一个固定值，输出数据就不应该有任何额外的噪声。

    写入配置寄存器并正确设置ADC后，数字滤波器将根据输入电压累积一个值。 如果输入未确定并继续更改，则来自数字过滤器的最终数据也将关闭。 如果输入已固定到其最终值并且不移动，则来自数字筛选器的最终数据将是正确的。


    吴若瑟