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[参考译文] ADS1148：使用SELFOCAL (和SYSGCAL)校准错误

admin
Guru**** 2551110 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1256, ADS1148, ADS114S08, ADS1248

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/598352/ads1148-wrong-calibration-with-selfocal-and-sysgcal

部件号：ADS1148
在“线程”中讨论的其他部件：ADS1256,, ADS114S08,ADS1248

你(们)好

在执行SELFOCAL命令之前是否有一些先决条件？ 我注意到，当我使用外部参考电流和IDAC电流时，如果传感器(本例中为RTD)未连接，则校准似乎失败，可能是因为参考电流是浮动的。 发生这种情况时，OFC寄存器会得到错误的值，内部温度和电压测量(系统监视器)甚至是远程进行的测量都是远远不可能的。

因此，在发送SELFOCAL命令之前，是否需要将MUXCAL设置为0b001？ 我是否需要更改 REFSELT以使用内部参考？

SYSGCAL怎么样？ 我没有提供全面输入的输入。 但将MUXCAL设置为0b010是否足够？ 或者我在设置中根本无法执行增益校准？

现在我禁用了校准，因为默认值提供了可接受的结果，但如果可能，我希望获得更高的精度。

我还应该补充一点，我已经习惯了ADS1256 SCLFCAL命令，我从未遇到过任何麻烦。
我知道在ADS1148上，我需要两个命令来执行校准，并且增益校准不是“自”校准命令，而是有没有其它差异？

谢谢

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    TI__Guru**** 2551110 points
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    Bobby，


    如果运行SELFOCAL命令，则需要系统正常运行(参考)。 SELFOCAL命令在内部将输入短接在一起并进行测量。 从未来的测量中减去该测量值作为偏移校准。 如果您没有引用，则您没有很好的引用衡量标准。

    SELFOCAL会自动将输入短给您。 您不需要将MUXCAL设置为001，也不需要更改引用，但您需要引用才能正常工作。

    对于SYSGCAL，您应该能够将MUXCAL设置为010并运行命令。 它应将参考校准为满刻度值。 但是，我相信，如果没有校准，您将低于±Ω 0.5 % 的最大增益误差规范。



    吴若瑟
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    好的，我应该使用内部参考进行校准，因为我不能保证RTD将被连接(因此，校准过程中，我的外部参考电压将会跨接)

    谢谢
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    Bobby，


    这应该没问题。 增益校准的目的是确保输入采样和参考采样相互校准。

    从SELFOCAL开始，将MUXCAL设置为010，然后运行SYSGCAL。 请注意，较大偏移误差将导致增益校准错误。


    吴若瑟
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    TI__Guru**** 2551110 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。
    因此，根据内部参考执行校准没有意义？ 哪种情况下，我应该仅在检测到RTD传感器已连接以便电流流经参考电阻后进行校准？
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    Bobby，

    理想情况下，您需要在检测到RTD传感器已连接后运行校准。 这将确保在ADC以您使用的模式运行时完成校准。

    我认为使用不同的参考运行SYSGCAL可能会提供比没有增益校准更好的结果。 这将尝试根据参考采样校准输入采样。 但是，一个参考与下一个参考之间的偏移误差差异可能会增加增益校准中的误差。

    再次，我认为您应该在检测到RTD传感器已连接后运行校准。

    吴若瑟

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    TI__Guru**** 2551110 points
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    您好，Bobby：

    您是否可以在设计校准时将IDAC布线为激发参考电阻的方式，即使未连接RTD也是如此？ 这样您就可以创建有效的参考电压。

    通常，我们建议在运行增益校准时连接精密电阻器以模拟RTD。 这样，您还可以校准由外部参考电阻器引起的错误。 如果您使用的精密电阻器等于系统中将出现的最大RTD值，则您可能可以使用SYSGCAL函数来实现此目的。
    否则，我们建议在处理器中实施增益校准例程，因为SYSCCAL函数仅在应用满刻度信号时才起作用。
    当系统离开生产线时，运行一次增益校准就足够了。

    此致，
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    您好，Joachim：

    我目前没有这种可能性，我们可能会在下一个PCB修订版中将其添加到未使用的AIN7输入中。

    即使在打开激励电流的情况下使用外部参考进行校准(SELFOCAL + SYSGCAL)时，结果似乎关闭(远离预期结果)。

    当在其中一个RTD输入上连接110欧姆的0.1 % 时，如果增益为8，IDAC1电流为1.5 mA，则使用 万用表测量RTD上的163.7 mV和1.6 kOhm基准上的2.381 V。  0.1637 / 2.381 * 8*3.2767万 = 1.8023万

    ADC为我提供了一个十进制输出代码 1.8065万，这是超出我预期结果的0.23 %。 我的设计是否有问题？

    如果不校准，结果会完全正确，但这可能是巧合。

    谢谢

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    TI__Guru**** 2551110 points
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    您好，Bobby：

    非常感谢您分享您的原理图。 我不清楚您的RTD如何连接到RTDX-Power，RTDX_SENSE +，RTD_SENSE和RTD-Power-Return。100 % 您使用哪种类型的RTD (2线，3线或4线)？

    总的来说，我希望在所有测量输入上看到RC滤波器。

    如果没有增益校准，您主要需要考虑三个增益误差源(室温下)：
    - ADS1148的增益错误(最高0.5 %)
    - RREF精度(在您的案例中最高为0.1 %)
    - RTD模拟电阻的精度(在您的情况下最高可达0.1 %)
    温度过高时，您还必须考虑所有这些错误的漂移。

    当您执行SYSGCAL (使用参考输入作为ADC的输入)(MUXCAL[2:0]=010)时，您校准ADS1148的增益错误，但不校准RREF引入的错误。 此外，MUXCAL[2:0]=010设置将增益更改为1。 表示您没有校准增益=8的设置。
    (这是我不再在ADS1148的后续器件中提供此MUXCAL设置的一个原因，称为ADS114S08)。

    我的建议是在连接了有效外部参考的情况下运行SELFOCAL，然后在MCU中自行执行增益校准。 为此，您需要连接一个具有RTD值上限值的精密电阻器，然后简单地计算增益修正系数。 原则上，您可以将此增益修正系数存储在ADS1148 FSC寄存器中。

    此致，

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    TI__Guru**** 2551110 points
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    你(们)好

    我们正在使用4线RTD。

    我们在RTDX_SENSE +和RTD_SENSE之间进行检测。

    IDAC电流从RTDX-Power流向RTD-Power-Return。

    在这种情况下，增益误差似乎是最大的误差来源。 I用MUXCAL=010校准。 我知道增益会变为1，但我认为它比完全不校准更好吗？

    我可以在下一版本中使用AIN7连接固定精度电阻器。 引脚能否同时用作IEXC和AIN7？

    我们可以测量的最大电阻为200欧姆。 我应该使用该值来读取0x7FFF，还是应该使用稍低的电阻值进行增益校准？

    谢谢

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    TI__Guru**** 2551110 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。
    谢谢Bobby。 我明白了。

    请对我的其他问题表示歉意，但出于我自己的兴趣，为什么您只在RTD_SENSE上放置RC滤波器和二极管保护，而不在RTDX_SENSE +输入上？

    是的，AIN7可用作IEXC输出，同时可配置用于测量。
    但是，如前所述，我只需在您的生产中运行线端校准，并在校准过程中将精密电阻器连接到外部。 这样您就不必在每个电路板上放置另一个精密电阻器。 然后将校准系数保存在MCU闪存或EEPROM中。

    如果您要使用SYSGCAL功能，则应连接一个200欧姆电阻器。
    如果您想按照我的建议在MCU中运行自己的增益校准例程，那么我可能会使用一个约为190欧姆的值。 然后，通过将测量的代码与理想的预期代码进行比较，可以得出增益修正系数。

    仅供参考：我在上一篇文章中提到的ADS114S08将于6月上市。 此ADC将提供更多的模拟输入，因此您可以将一个差分模拟输入对连接到每个RTD。 此外，ADS114S08具有更严格的增益错误规范。 在这种情况下，外部RREF会限制您的整体系统增益误差。

    此致，
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    您好，Joachim：

    好问题，您是否建议按照本文档 www.ti.com/.../sbaa201.pdf中的说明添加RC过滤器 ？
    我想说，我们对读数的稳定性感到满意，但如果我们能够纠正似乎是增益误差的问题，那将是很好的。

    我们将首先尝试使用200欧姆精密电阻进行增益校准，然后考虑是否将~190欧姆精密电阻添加到下一版本。

    为了充分了解SYSGCAL的工作原理，如果我使用一个201欧姆(或更大)的电阻(增益为8)，会发生什么情况？ 输入将饱和至0x7FFF，但校准结果是否有效？

    另一个问题是，我是否可以在AIN7上使用+5VA来执行比SELFOCAL更精确的偏移校准？ 通过选择要路由至AIN7的P和N信道？ 或者，是否需要接近中端供应？


    谢谢
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    您好，Bobby：

    我通常会建议对所有模拟输入使用RC滤波器。 它们不仅可用作抗锯齿滤波器，还可用作限流电阻器，以在过压时保护模拟输入。
    我不确定在应用手册中描述的模拟输入和参考输入之间将RC滤波器与16位ADC匹配是否至关重要。

    让我明天与Joseph讨论您的SYSGCAL问题。 我认为即使使用201欧姆或更大的电阻器也应该可以正常工作，因为当您应用满量程信号时，Δ-Σ 调制器还不会饱和。 在SYSGCAL之后，您只需在FSC寄存器中找到一个小于1的增益修正系数。

    我不建议您将AINP和AINN连接到您的AIN7。 主要原因是在这种情况下，您正在操作超出其线性操作范围的PGA。 使用内部中短期供应还可以。
    唯一更好的选择是在RTDX_SENSE +和RTD_SENSE之间放置一个短路并运行SYSOCAL。 这样，您还可以校准外部信号链中的任何偏移电压，例如滤波器电阻器上的压降。

    此致，
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    Bobby，


    我还没有机会和Joachim讨论这个问题，我仍在阅读周末发布的文章。 但是，我确实有一些意见要补充到讨论中。

    对于您的设置，我首先会查看绕过铁氧体磁珠是否会减少测量误差量。 许多人使用它们，但由于在定期采样输入或参考时看到了数字电流，LDI/dt可能会产生电压峰值。 这可能会中断采样，但可能会产生非常小的影响。

    BAT54S可能存在一些泄漏电流。 它可能小于0.1uA，这可从RTD_SENSE线路中看到，因为它对1kΩ Ω 系列电阻作出反应。 这可能不是很多，但请检查它，以便我们可以排除作为贡献者的此错误。

    您还应使用精密万用表测量参考电压和输入电压。 Agilent 3.4401万A万用表(或类似)如果保持在相同范围内，可能具有良好的精度和线性。 它将根据ADC所看到的内容验证增益误差，您可以确认增益校准。 如果您有任何额外的串联电阻，依赖电阻器的精度可能会有问题。 您可以使用不同的电阻值来确定错误是增益错误还是偏移错误。 我还要指出，测试和参考电阻器也必须具有低漂移。 您要确保在施加电流时，电阻中的自热不是一个因素。

    最后，我会尝试将主板放在金属外壳中，只是为了确保EMI没有任何错误。 我看到了EMI对增益误差和偏移的影响。 如果输入或参考线的长度较大，则可能是一个问题。

    吴若瑟
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    你好，Joseph

    感谢您的建议。 我们已经尝试移除BAT54S，但没有发现差异。 我应该说，我们只需要0.1 °C的精确度

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    TI__Guru**** 2551110 points
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    即使我们不需要24位，使用ADS1248也能提供更好的性能吗？ 校准之前或之后，n ü±0.02 % 最大增益错误？

    谢谢
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    TI__Guru**** 2551110 points
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    您好，Bobby：

    如果您不运行任何SYSGCAL，ADS1248将提供比ADS1148更好的性能。
    ADS1248中的单个增益已出厂微调，以满足0.02 % 的最大增益误差。 表示这是在任何用户校准之前。

    或者，您也可以使用我前面提到的ADS114S08。 在该设备中，没有任何用户校准的最大增益误差为0.012 % ，您可以为每个RTD使用差分输入对。

    此致，

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    TI__Guru**** 2551110 points
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    ADS114S08可能会更好，但ADS1248的外形和功能似乎与ADS1148相吻合(因为我们只能读取前16位) ，这是我们目前的一个主要优势。

    谢谢

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    TI__Guru**** 2551110 points
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    是的，这当然是真的。

    此致，