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[参考译文] ADS1115:将 ADS1115调整为分压器电路

Guru**** 2385590 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1115
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/1058289/ads1115-adapting-ads1115-to-a-voltage-divider-circuit

器件型号:ADS1115

大家好、

我确信过去也有类似的问题、但我想再次提出。
在使用 ADS1115评估分压器电路(具有相对较高的输出阻抗)时、我是否需要做些什么才能获得准确的结果?

例如、考虑一个应用程序、如所附图中所示。 左侧是分压器电路、右侧是 ADC 的简单示意图。
从理论上讲、5kΩ Ω 两端的电压约为24.876mV。 kΩ MΩ、当将其作为 A0和 A1之间的电压差进行测量时、分压器电路的输出阻抗较高、为几百 μ A 或更高、而 ADS1115的输入阻抗(当增益设置为16X 时)可能为几 μ A。

要解决此问题和其他 ADS1115特定问题、我是否需要在图的红色区域插入单位增益缓冲器或类似的器件?

祝你一切顺利、

  • 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。

    你好,Mai,

    差分输入阻抗因满量程范围设置而异、对于+/- 6.144V 的 FSR、最高可达22Mohms。 也就是说、由于输入阻抗的原因、电阻分压器可能会导致一些增益/偏移误差。 为了位于安全侧、我将添加一些与 A0和 A1一致的缓冲器、以帮助为 ADC 输入提供低阻抗源。 您可以添加一个选项来绕过缓冲器、以防分压器产生的误差微不足道、则不需要缓冲器。  

    此致、
    Aaron Estrada

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    "满量程范围设置中的阻抗变化"是以下链接中提到的内容、对吧?

    https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/936430/ads1115-input-impedance-of-ads1115

    如图中所述、我计划将其与±256mV 的 FSR 配合使用。

    由于我将在差分模式而不是单端模式下使用它、在这种情况下、输入阻抗是否为770kΩ Ω? 如果是、这远低于我的预期。
    当然、在分压器电路中、可能需要插入电压缓冲器或有助于 为 ADC 输入提供低阻抗源的器件。  

    在这种情况下、考虑到 ADS1115的分辨率、我认为用于缓冲器的运算放大器的失调电压应尽可能低、否则会影响测量结果、这是否正确?

    顺便说一下、您能否详细介绍一下您所指的"增益/偏移误差"?  它是否涉及的问题多于流入 ADC 的电流?

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    你好,Mai,

    数据表规定了710k 欧姆的差分输入阻抗。 我错过了您的图中的 FSR 范围...  在本例中、我会添加一些缓冲器、如您所述、以提供低阻抗源。 我还建议更改电阻值、以便输入端的电压更接近 ADC 的满量程范围。 这将有助于确保充分利用整个代码范围、并且您将充分利用器件的全分辨率。  

    对于缓冲器、是的、偏移电压应尽可能小。 这将有助于保持测量尽可能准确。 在没有缓冲器的情况下可能出现的增益和偏移误差将导致流入 ADC 的电流增加。 这种增加的电流将在 ADC 的输入端提供额外的误差、看起来像增益/偏移误差。 缓冲器应该有助于消除这种情况。  

    此致、
    Aaron Estrada

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    谢谢! 问题和解决方案对我来说非常清楚。

    如您所建议、我想再问您一个有关"匹配满量程范围"的重要性的问题。
    如果我更改要测量的电压、即使 FSR 相同、分辨率也会改变吗?

    例如、假设我们将图中的5kΩ 更改为50kΩ。 此时、施加到电阻器上的电压理论上约为240mV、接近 FSR。
    但是、即使在这种情况下、ADC 的分辨率(FSR = ±256mV)仍然为0.0078125mV/计数、不是吗?
    我在其他论坛上也看到过类似的建议(我已经忘记了哪些建议)、但我不明白为什么、所以我要问。

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    尊敬的 Mai:

    从技术上讲、LSB 大小仍然保持不变、但您只是没有使用最大代码量、当整个满量程范围内的输入范围时、通用分辨率将更大。 输入为24.876mV 时、您仅使用大约3200个代码。 如果您将输入电压增加至~240mV、则您将使用近31、000个代码。  

    此致、
    Aaron Estrada

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    感谢您的回复!

    请问还有其他问题吗? 在我布置的第一个图中、引脚 A0和1上的电压各超过256mV (尽管引脚之间的电压差约为25mV)。 这会损坏 ADS1115吗? 只要它不超过 ADS1115的电源电压(=5V)、它就不会破坏 ADC 吗?

    那么、这是个问题。 如果输入电压超过增益设置定义的额定电压、但不超过电源电压、ADC 是否会损坏?

    此致

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    尊敬的 Mai:

    只要不超出绝对最大额定值、器件就不应受到损坏。 对于 ADS1115、在输入引脚上看到的模拟输入不应超过 VDD + 0.3、其中 VDD 的最大值为7V。 违反这些条件可能会导致器件行为异常或 损坏。  

    如果差分电压超过 FSR (+/- 0.256V、+/- 0.512V 等)、则器件不会损坏、但 ADC 将饱和、您将看到输出发生削波。 我希望这是清楚的

    此致、

    Aaron Estrada