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[参考译文] ADS1282EVM-PDK:ADS1282EVM-PDK

Guru**** 539330 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1282, ADCPRO, ADS1261, OPA1632, ADS1262, REF70
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/1015567/ads1282evm-pdk-ads1282evm-pdk

器件型号:ADS1282EVM-PDK
主题中讨论的其他器件:ADS1282ADCProADS1261OPA1632ADS1262REF70

您好!

我们购买了 ADS1282 EVM PDK 套件。 套件工作正常。我们使用 ADC pro 软件配置和分析 ADS1282 EVM PDK 套件。
我们将10mV 输入施加到 ADS1282的通道1、并通过以下配置 sinc+LPF 滤波器选择、250sps、PGA=1、斩波计数大约为
计算值(计数从4337187到4351272不等)。 但是、当我使用相同的配置选择 sinc+LPF+hpf 滤波器时、计数错误
(计数从-6464到7745不等)。 我们需要迅速解决我们的问题。

此致、

Venkatavel

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    您好、Venkatavel、

    当您在 ADS1282上启用 HPF 时、它将显著衰减提供给输入的任何直流信号、只留下输出代码中显示的交流噪声。

    我尝试向 ADS1282应用2V 直流信号并启用 HPF、我观察到平均代码从 852484280代码(使用 SINC + LPF)变为12代码(使用 SINC + LPF + HPF)。

    如果我们改为应用10mV 交流信号(25至100Hz 之间)、那么您应该能够查看 RMS 值、并且在使用 HPF 时仍然可以看到该交流信号。

    注意:在 ADCPro 中、RMS 值显示在"MultiHistogram (多直方图)"工具中、并在 DC Analysis (直流分析)显示屏中标记为"STDev"。

     

    请告诉我们这是否解决了问题!

    此致、
    Chris

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    尊敬的 Chris:
    感谢您的回复。我们的应用是直流 mV (高达80mV)。在 PGA=16和 Vref=5V 的情况下、80mV 输入需要800000个无噪声计数。
    您能不能建议最佳配置来实现此计数。

    此致、
    Venkatavel。

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    Venkatavel、您好!

    简短摘要:

    一般而言,要获得使用 ADS1282所需的性能,需要注意很多事项。 ADS1261可能更适合您、因为其直流性能优于 ADS1282。

    但如果您想使用 ADS1282,最佳配置将是250 SPS 时的增益为16或32,您需要取7个样本的平均值来获得800k 无噪声计数(即100nVpp 噪声分辨率)。 查看 ADS1261、您可以通过许多低于16.6SPS 的增益设置获得该分辨率(并且成本要低得多)。

    请注意、ADS1282 EVM 上的 OPA1632具有大量1/f 闪烁噪声、这些噪声会干扰您的测量、因此您必须采集更多样本以确保噪声不会影响测量。

    更长的摘要:

    因此,我将推导用于此处的设置,否则,简短摘要中已经有了您需要的配置。

    所需的分辨率

    具有80mV 范围的800k 无噪声样片适用于:

    80mV/800k = 100nVpp

     

    从 SNR 到 Vpp 获取 ADC 噪声:

    • 您可以在数据表中找到 SNR 与数据速率间的关系表

    • 数据表中也给出了从 SNR 到输入参考 RMS 噪声的不同值。

    • 然后您可以推导 RMS 中的输入参考噪声

    如您所见、最低为250SPS、增益= 16或32。 不过、这是 RMS 噪声、我们需要峰间噪声。

    很明显、62nVrms 的最低值为我们提供了以下峰峰值:

    4 * 62nVrms≈248nVpp

    • 信号均值理论 指出、通过除以平均值数量的平方根、可以通过求平均值来降低噪声水平、并在下面重新进行说明。

    Noise_peakToPeak / sqrt (n_a平均数)=(248nVpp)/(7)≈93.7nVpp < 100nVpp

     

    ADS1261

    同样、ADS1261在数据表中具有输入参考噪声、低于100nVpp 的设置直接在数据表中、因此我们无需进行数学运算即可查看哪些噪声最合适。

     

    最棒的

    Cole

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    您好、Cole、

           感谢您的回复。 我们没有 ADS1261、但我们手头有 ADS1262EVM-PDK。

    从 ADS1262的数据表中可以看出2.5SPS、增益16、Sinc1 (0.054)、Sinc2 (0.043)、Sinc3 (0.034)、Sinc1 (0.031)的峰间噪声  

    但实际上、当 我们测试这些结果时、这些结果无法实现。

     我将在 Excel 表格中附上在应用80mV 输入时获得的读数、配置增益=16、SPS=2.5、Chop=on、Filter=Sinc1、内部基准、电压偏置电平位移打开

    e2e.ti.com/.../80mV_5F00_Input_5F00_2.5sps_5F00_Gain16.xlsx

    Excel 中的结果如下所示

    增益=16、SPS=2.5、Chop=on、滤波器=Sinc1

    最大 1100465009
    最小 1100442703
    差值 22306

    增益=16、SPS=2.5、Chop=on、滤波器=Sinc2

    最大 1100481311
    最小 1100461938
    差值 19373.

    增益=16、SPS=2.5、Chop=on、滤波器=Sinc3

    最大 1100474804.
    最小 1100457915
    16889

    增益=16、SPS=2.5、Chop=on、滤波器=Sinc4

    最大 1100474044
    最小 1100456154
    17890

    根据调查结果、我们仅获得5个稳定计数。

    我们如何使用上述配置实现800、000无噪声计数。

    请提供永久解决方案。 我们长期面临这一问题,没有解决办法。

    快速解决方案。

    此致、

    Venkatavel。

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    Venkatavel、您好!

    感谢您的背景。

    请注意,输入参考噪声表显示了输入短路时 ADC 的噪声性能。 这可提供最佳的噪声性能结果、而不受输入信号噪声或基准噪声的影响。 如果您使用与数据表相同的条件测量 ADC 的噪声,它们可能会观察到接近数据表规格的情况。

    我在这里复制并粘贴了大部分内容:

    • '噪声数据是在输入短路的情况下从连续 ADC 读数获取的、持续10秒或8192个数据点、以先发生者为准。  在 TA = 25 µVRMS C、VAVDD = 5V、VAVSS = 0V、VREF = 2.5V 时、以 μ V (µVPP°μ V)为单位的 ADC1噪声"

    因此、我们剩下的信号和基准噪声可能会对您的测试产生影响。  我们 认为基准噪声 应接近 9uVpp。  对于某些数学运算、它将是0.08 / 2.5 * 9uVpp = 288nVpp、这仍然不够好。  

    如果您可以深入了解信号发生 器的详细信息、并提供更清晰的参考、您应该会看到结果得到清理、并获得数据表中指定的性能。

    最棒的

    Cole

    编辑: 看起来您 正在启用 VBIAS 电压、这也可能会产生很大的噪声。 我们建议禁用此功能以 获得一些较低的噪声结果。

    我们还提供了一个培训系列、介绍 了 ADC 系统的噪声及其如何受到基准、ADC 和路径中其他组件的影响。 如果您想了解更多信息、请查看 此处

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    您好、Cole、

     感谢您的回复。

     我们已获取以下配置的读数

     MΩ 短接、增益=16、斩波=ON、SPS=2.5、VBIAS=OFF、并为 Sinc1、Sinc2、Sinc3、Sinc4滤波器启用1 μ s 上拉电阻

    有关详细信息、请参阅随附的 Excel 工作表。

    e2e.ti.com/.../Input_5F00_Short_5F00_2.5sps_5F00_Gain16_5F00_1M_5F00_Pullup.xlsx

    从读数中我们发现4位数字是不同的。

    因此  、在不受输入信号噪声或基准噪声影响的情况下、最佳噪声性能为4位数  

    接下来要做什么、请提出建议。

    毫无疑问、我们可以在不使用 USB 电缆的情况下将 EVM 板连接到微控制器。

    我们有兴趣观看您的培训系列、但我们需要更多时间观看。

     此致、

    Venkatavel。

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    Venkatavel、您好!

    我们建议不要将上拉电阻器用于输入短路测试。 如果您尝试执行输入短路测试、 则两个多路复用器输入都应连接到一个通道。  例如、如果是输入 AIN0、则设置 MUXP = MUXN = AIN0 = 0b0000 会将输入短接在一起。 然后、 您应该使用 ADS1262上的 REFOUT 将输入 AIN0偏置为2.5V。 必须使用跳线手动完成此操作。 REFOUT 应位于连接器 J3的引脚20上。

    最棒的

    Cole

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    您好、Cole、

    我们已经完成了您刚才提到的输入短路测试。

    MUXP=MUXN=AIN8、并通过使用 REFOUT 提供偏置。

    可以在随附的 Excel 工作表中看到读数。

    e2e.ti.com/.../Input_5F00_Short_5F00_2.5sps_5F00_Gain16_5F00_AIN8.xlsx

    从读数中、我们发现3位数的变化结果比前一位数好得多 。

    我想知道这项试验的意义是什么。

    实际上、该测试 不起作用、因为输入将施加在2个模拟引脚上。

    9个月前 、我们发布 了有关 ADS1262EVMPDK 性能较差的信息  

    一名 TI 团队成员()回答 如下

    "您能否将 ADC 输入短接至1/2 Vs 电压、并查看您是否在各种滤波器、数据速率和增益设置下获得数据表噪声性能? 这将告诉您 ADC 是否存在问题或噪声是否来自其他源。 您还可以测试全局斩波开关。  "

    e2e.ti.com/.../ads1262evm-pdk-ads1262evm-pdk-poor-performance

    这与您所说的内容相矛盾。

    我们需要知道哪个输入短路测试是正确的。

    此致、

    Venakatavel。

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    您好、Venakatavel、

    我们需要知道哪个输入短路测试是正确的

    我认为 Bryan 和我的回答之间没有任何矛盾。 您能详细说明吗?

    下面是我的回答:"如果您尝试执行输入短路测试、 则两个多路复用器输入都应连接到一个通道。  例如、如果 [...] 输入[AS] AIN0然后设置 MUXP = MUXN = AIN0 = 0b0000 将使输入短接在一起。 然后、 您应该使用 ADS1262上的 REFOUT 将输入 AIN0偏置为2.5V。"

    这里是 Bryan:"您能否将 ADC 输入短接至1/2 Vs 电压、并查看您是否在各种滤波器、数据速率和增益设置下获得数据表噪声性能?  "

    • 将 ADC 输入短接在一起与使用多路复用器将 MUXP 和 MUXN 设置为同一输入相同
    • 施加1/2 Vs 电压与使用2.5V 电压相同、前提是 AVSS = 0V 且 AVDD = 5V (这是我在前面  这个主题中的一篇文章中所做的假设,如果我说“您使用与数据表相同的条件测量 ADC 的噪声,它们很可能会接近数据表规格”)

    我想知道这项试验的意义是什么。

    有趣的是、这也是 Bryan 在链接的文章中解释的原因、"这将告诉您 ADC 是否存在问题或噪声是否来自其他来源。" 例如、您的典型测试使用来自某些外部设备的80mV 电压、我们已将该设备从测量中删除。 并且噪声性能得到了改善、这表明它对测量有很大贡献。

    如前所述、ADC 的规格显示您应该能够获得所需的性能(<100nVpp)。 在实际系统中、我们有电压源和基准(以及 PCB 布局或环境等其他参数)、它们还会与 ADC 噪声相加、该噪声等于您之前的 Excel 文档中当前测量的总系统噪声。 因此、当您测量的系统噪声高于 ADC 规格时、我们希望确保 ADC 的性能符合数据表规格、以便我们可以排除导致您看到的性能不佳的因素。

    重申一下、到目前为止您获取的所有数据都没有显示 ADC 的性能超出数据表中的规格。 因此、您有两个选项:进行实验以确定哪个噪声源是主要噪声源、或对系统进行实验、直到性能下降到您在应用中所需的水平。

    了解主要噪声源:

    下一步可能是将输入电压从0V 扫描到满量程、以了解噪声在施加输入信号时如何变化。 这可能会为我们提供有关哪个噪声源贡献更大的线索(例如、当我们进入更高的输入电压时、噪声会提高还是会线性缩放?)

    这听起来像是 Bryan 谈到了为什么无噪声位(NFB)、因为 NFB 不是 这一步中噪声性能的重要指标、因为它没有考虑噪声的整个随机分布的频谱。  Byran 在另一个主题的回复中提到了这一点: "我 不会考虑您的系统在无噪声位方面、而是在绝对噪声(nVRMS 或 nVPP)方面。 您可以从我们的高精度实验室噪声模块(模块5.2-5.4)中了解有关这一点为什么有意义的更多信息、请 访问 https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs-statistics-behind-error-analysis?context=1139747-1140267-1128375-1139104-1128656 

    通过实验调整系统:

    我想强调一下、这 是一个试验性的问题。 这意味着、我们不能保证您能获得所需的性能、使用我们的理论、我们可以得出我们可以尝试的知识猜测。

    我们可以 选择使用不同的基准并查看噪声是否降低。 我建议您查看 REF70系列器件以获得最佳性能。

    可能  有一些需要使用更好的偏移和增益校准设置、或者可能有更好的温度、从而实现最佳性能。  我先前链接的视频系列也介绍了这些概念。

    我们还讨论了如何多次采样以降低噪声。  

    遗憾的是、这种方法的实验性质意味着我只能提供有关您可以检查或尝试的内容的指导、而不能提供太多其他内容。

    最棒的

    Cole

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    您好、Cole、

    但 这两项测试的结果是不同的。

    测试结果(MUXP = MUXN = AIN8且 Vbias = Refout) 3位数变化。

    Bryan 测试结果(MUXP =AIN8、MUXN = AIN9且 Vbias = Refout) 4位数变化。

    此致、

    Venkatavel。

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    Venkatavel、您好!

    我认为我对你如何进行这两项测试有误解、因为有一些错误信息。 您能否阅读下面的解释并了解它的不同之处?

    VBIAS=参考输出

    在假设 AVDD = 5V 且 AVSS = 0V 的情况下、我们需要 MUXN 和 MUXP 的输入为相同的电压、最好是在中标度。 换句话说、PGA 的输入需要2.5V 电压、这是 PGA 供电的5V 和0V 之间的一半。

    当 REFOUT = 2.5V (来自内部基准)且 VBIAS = 2.5V (源自器件内使用 AVDD 和 AVSS 作为基准的分压器)时、您没有表示这些电压中的任何一个施加到 MUXN 和 MUXP 输入 (使用具有正确 MUXN 和 MUXP 设置的 AIN8)。

    我只想重申一下、VBIAS = REFOUT 并不告诉我、您实际上使用了一根导线将 REFOUT 跳转到 AIN8或 AINCOM (使用 VBIAS)跳转到 AIN8。

    首选设置如下所示。

    但 这两项测试的结果是不同的

    我已经说明了我如何解读您对 Bryan 测试的描述

    如您所见、我无法理解 MUXP =AIN8、MUXN = AIN9和 Vbias = Refout 如何显示您"[短接] ADC 输入"。 通过这种解释、您实际上已经完成了 Bryan 的测试、正如他所问的。

    但是、如果这是您进行 Bryan 测试的方式、那么结果是预期的。 输入短接相当于使 PGA 的正负输入具有相同的值、因此 Vdiff = 0。 在输出端未看到任何差分噪声、仅会出现来自 PGA 的误差和共模噪声。 输入短路、则会失去这一优势。 因此、假设我正确地绘制了路径、则预期会得到该结果。

    最棒的

    Cole

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    您好、Cole、

    感谢您的回复。 我们将为您提供帮助。

    Cole 测试

    Bryan 测试

    我认为这些图表可能会让您对我们的测试方式有疑问。

    此致

    Venkatavel。

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    嘿、Venkatavel、

    如果数学对我来说很好、那么这就是几百 nV 和1s uV 的线。 如果您 的 Excel 具有两个不同的测试、我们希望尽可能查看您的数据。 我们确实期望这两者之间会有一些差异、但这似乎有很大差异。

    因此、我们将在明天或下周初发现一些时间、看看我们是否可以在 EVM 上看到类似的结果、并仔细检查这是否符合预期。 因此、在我们这样做的同时、我要求您耐心等待。

    谢谢、

    Cole

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    您好、Cole、

     感谢您的回复。 我们将等待您的测试结果。 您可以参考 我们在此处附加的数据。

      e2e.ti.com/.../ADS1262_5F00_Input_5F00_Short_5F00_AIN8_2D00_AIN9.xlsx

    e2e.ti.com/.../7725.Input_5F00_Short_5F00_2.5sps_5F00_Gain16_5F00_AIN8.xlsx

    此致、

    Venkatavel。

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    非常感谢您提供的数据。

    另请注意、我们将在这里进行一点相切。 您的用例是分别实际使用输入、我认为、我们仅将输入短接、以确保 ADC 在测试条件所述的数据表限制范围内工作(在这里、我们使用我的测试短接输入、而不是您描述 Bryan 的测试)。  

    因此、了解为什么将输入连接到多路复用器外部而不是内部并不能真正帮助您实现目标。 但我想它可以帮助您更好地了解器件。  

    无论如何、我们已经证明 ADC 的噪声并不是这里真正的问题。 如果您想实际实现您的目标、我建议您了解您的源极及其产生的噪声、并将基准替换为我们建议的高精度基准。

    最棒的

    Cole

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    您好、Cole、

    感谢您的回复。  在 ADS1262中、所有滤波器都提供50Hz 和60Hz 抑制以及 数据速率。

    数据表中

    第9.3.10节(第43页)

    " FIR 滤波器可同时抑制50Hz 和60Hz 电力线频率与数据
    2.5SPS 至20SPS 的速率、具有单周期稳定转换。"

    第9.3.10.1.1节(第46页)

    "50Hz 或60Hz 基波
    通过增加二级滤波器阶数来抑制频率和谐波、"

    相同的页面中

    "如图所示、最佳50Hz 或
    Sinc4阶可提供60Hz 抑制、但滤波器延迟比 sinc1阶更长。"

    第 9.3.10.3节50Hz 和60Hz 线路周期抑制

    "如果 ADC 连接引线靠近工业电机和导体、则会耦合50Hz 和
    可能会发生60Hz 电力线频率。 耦合噪声会干扰信号电压、并可能导致
    转换不准确或不稳定。 数字滤波器为提供增强的电力线耦合噪声抑制功能
    数据速率为60SPS 或更低。"

    它有点令人困惑。您能澄清一下。

    此致、

    Venkatavel。

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    您好、Cole、

    我们想知道过采样以及如何将其应用于 ADS1262。

    此致、

    Venkatavel。

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    嘿、Venkatavel、

    您能给我一个很大的帮助吗、使用顶部的黄色橙色按钮、显示"提出相关问题"、然后复制并粘贴您在此处发布的新问题?

    为了帮助提高可搜索性、我们希望将线程分开。 我们希望用户搜索他们想要提出的问题、这样我们就不会再收到重复的问题。 最后、我们将解决您的初始分辨 率和无噪声计数问题、但如果您开始询问 ADS1262和 OSR 的50Hz 和60Hz 抑制滤波器、则搜索的新用户将不会点击 ADS1282线程来了解这一点。

    我已将问题提交给将回答您的问题的人员、以便在您发布新主题时做好准备。

    谢谢、

    Cole

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    您好、Cole、

     谢谢 Cole。 我们将在"提出相关问题"中发布我们的问题。

    此致、

    Venkatavel

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    Venkatavel、您好!

    我真的很感激。 至于分辨率和无噪声计数、我们期待您 对 您的电压源及其产生的噪声的回复、并将基准替换为我们建议的高精度基准。

    谢谢、

    Cole

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    您好、Cole、

      我们将在研究源中的源噪声后进行回复。

    谢谢、此致

    Venkatavel。