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[参考译文] ADS122U04:ADS122U04测量问题

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS122U04
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/1054642/ads122u04-ads122u04-measurement-question

器件型号:ADS122U04

您好!

我正在考虑在我的测量系统中使用 ADS122U04 ADC、我有几个问题。

我们将测量输出0-20mA 信号的应变仪传感器。

对于我们的应用、由于我们的应用不利用完整的传感器范围、传感器输出将在3.5至7mA 的范围内。 在该3.5至7mA 范围内测得的总重量为18500kg。

我们计算出、每千克测量的传感器电流输出变化约为0.187uA。

我想测量100欧姆0.005%电阻器上的压降、然后让 ADC 进行测量。 这意味着 ADC 必须测量每千克18.71uV 的变化。

我们希望使用该 ADC 使用4个单独的传感器进行4次单端测量。 20SPS 的数据速率就足够了。

是否可以使用此 ADC 测量18.71uV 的测量变化?  查看数据表中的表2、增益为2时20SPS 的 ENOB 为19.65位、这给出了使用内部 v 基准时的 lsb 为2.48uV。 这表明 ADC 能够测量9.35uV 的变化、但我可能会出错或忽略某些情况。

我们非常感谢您就此提供的任何建议/帮助。

谢谢

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    您好、Jonathan、

    查看显示电压而不是位分辨率的实际噪声表可能更有用。  我认为您查看的是数据表的表2、您应该查看表1 (假设您可以使用 PGA)。  此外、您还将查看有效分辨率、并且很可能希望查看无噪声分辨率。  无噪声值将在测量结果中给出相对于 ADC 本身的稳定值。  外部噪声会使测量不稳定。

    从增益为2和20sps 的表格中可以看出、噪声电压为2.49uV RMS 和10.71uV Vpp。  正如我说过的、这要求使用 PGA、并且在使用 PGA 时不会超过输入范围。  在启用 PGA 的情况下、不能使用单极模拟电源测量接地基准信号。  如果您绕过 PGA、表3是合适的、实际噪声电压非常相似。

    您可以通过取平均值来改善总体响应。  但是、在循环通过多路复用器时、平均计算可能会变得更加困难。

    此致、

    Bob B

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    尊敬的 Bob:

    感谢您的回答。  

    因此、根据表3、噪声将是2.53uV RMS 和10.06uV PP。   

    表4建议使用17.64个无噪声位、使用内部基准可获得10uV 的 LSB。  

    当我对测量应用2的增益后,1kg 的工作电压为37uV。 这是否意味着 ADC 在包含噪声时具有足够的分辨率来进行此测量? 使用外部基准是否会更有益处?  

    感谢你的帮助

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    您好、Jonathan、

    数据表表中显示的噪声数值是在输入短路的情况下获得的、基准基本上没有影响。  这些数字是 ADC 在噪声方面可以达到的绝对最佳效果。  基准对输入信号具有更大的影响。  可以将 ADC 的噪声想象成类似于浴盆形状、当输入电压接近满量程时、基准噪声对转换结果的影响更大。

    很难说您将会遇到多少与传感器输出和 EMI/RFI 等任何外部影响相关的噪声、但理论上、您应该处于测量步骤的1个代码之内。

     就您的计算而言、噪声表是以输入为基准的。  您将在表中注意到、对于增益中的每个阶跃、噪声几乎减少1/2。  因此、最好从以输入为基准而不是以输出为基准的角度来考虑。  换言之、考虑 ADC 的满量程范围随施加的增益而减小、而不是输入被增益到基准电压。  实际的 ADC 转换代码基于数据表中显示的公式、如数据表第35页上的公式8所示。  因此、输入信号保持不变、但满量程范围会发生变化。  数据表表格中显示的噪声值是您将用于实际输入电压计算的值。

    此致、

    Bob B

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    尊敬的 Bob:

    感谢您的回答。

    我已经使用 TI 的 Δ-Σ 软件为此 ADC 设置了评估套件。 测量完成后、软件会返回13.3个无噪声位。 我觉得我可能需要在这方面作出改进。 我们是否可以采取任何措施来改进这一点? 或者、您是否可以建议另一个性能更好的器件?

    此致

    Jon

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    您好、Jon、

    我假设13.3无噪声位与您的传感器相连。  是这样吗?  这与 ADC 本身的无噪声有很大不同、因此我敢说、由于噪声源来自传感器本身、激励源、 或接线中 EMI/RFI 的外部噪声拾取。

    一种选择是尝试使用与基准电压相同的激励源来降低总体噪声。  这将使测量比例式、因此激励源的任何噪声也会在 ADC 测量结果中抵消、因为电压对于传感器和 ADC 基准都是共用的。  ADC 基准电压最高可达5V (适用于5V 模拟电源)。

    此致、

    Bob B

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    尊敬的 Bob:

    是的、13.3位、传感器连接在工作台上。 您认为它可能是噪声。

    我有一个有关滤波的问题、如果我要对以 AVSS 为基准的4个单端输入进行采样(而不是以接地为基准的 AINN)、那么计算低通滤波器的电容值的过程是什么? 是否仍然符合以下主题: [常见问题解答]Δ-Σ ADC 抗混叠滤波器组件选择-数据转换器论坛-数据转换器- TI E2E 支持论坛 ,其中他们使用公式:  CDIFF  = 1 /[2 *π FC*(2 * RFILTER)]?

    此外、如果我计划使用2.048V 内部基准电压、使用3.3V 和5V 电源电压之间是否有任何差异?

    感谢您的帮助、

    Jon

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    您好、Jon、

    对于滤波器公式,您只需使用 Rfilter 而不是2*Rfilter。  

    至于需要使用5V 而不是3.3V 的模拟电源、仅当输入电压应超过3.3V 时才需要扩展范围。  如果单端接地基准输入小于2.048V、则使用5V 作为 AVDD 没有任何优势。  如果您使用的差分输入传感器的共模电压可能大于1.25V、则需要大于3.3V 的 AVDD 电源。  另一种说法是 AIN 引脚上的绝对输入电压不能超过电源电压。

    此致、

    Bob B