[参考译文] ADS1261：ADS1261 PGA 启动时间

admin

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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/1137089/ads1261-ads1261-pga-startup-time

器件型号：ADS1261

尊敬的 Bryan

请参阅两年前我的文章"ADS1261：寄存器写入后的延迟时间"。我目前正在进行的项目略有不同、因为我有一个差分测量和三个单端测量。和以前一样、我的程序几乎相同；

WREG (chn1 (PGA、INPMUX))-->将 START 设置为高电平--> 等待 DRDY --> RDATA --> 将 START 设置为低电平--> WREG (chn2 (PGA、INPMUX)-->将 START 设置为高电平--> 等待 DRDY --> RDATA --> 设置为低电平-->等等

当然，这一进程是不断重复的。在调试时、我注意到、第一个被采样的 chn1记录了该预期值。但是、所有后续样本都不像以前那样。对于差分 CHn1 测量、PGA 设置为16。对于其他三种测量、PGA 设置为旁路、这是单端测量所需的。如果我在将启动升高到高电平之前施加3.5ms 的延迟、那么一切都应该是这样的。在数据表的9.3.2秒中可以看到、PGA 在旁路模式下关闭。似乎需要一些时间来启动 PGA 并稳定至16增益。请你的想法。感谢你能抽出时间。

3 年多前

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Dennis McGlumphy：

您能不能帮助我了解您从 ADC 获得的值以及您期望的值？查看每个配置的值表会有所帮助、包括输入电压、增益设置、VREF 电压、数据速率和 ADC 输出代码(以十六进制表示)。

这将帮助我们了解如何将测量值与所需结果进行比较。

此外、您是否愿意分享原理图？如果您不想公开共享您的数据、您可以将鼠标悬停在我的姓名上并点击"请求好友"。这将允许我们通过私人消息共享信息。

布莱恩

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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此外、还有一个问题：在开始每次单端测量之前、是否需要添加延迟？或者、您是否只需要在差分测量和第一个单端测量之间添加一次延迟？

布莱恩

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Bryan

请参阅下面的代码片段。它们将显示我的设置和数据采集过程。 SPI 主器件以5MHz 运行。

这在主代码中。

//###################################################################

        if(!startPressureSample)
        {
            startPressureSample = true;
            getBridgePressureData();
            DRDYcount = 0;

            while(DRDYcount < nunAvg)
            {
                ;
            }

            ADC_Start(LOW);     // Stop ADC
            pressureDataAverage = 0;
            startPressureSample = false;
            for(i = 0; i< nunAvg; i++)
            {
                pressureDataAverage += ADCrawCount[i];
            }
            pressureDataAverage = pressureDataAverage / nunAvg;
            NOP;
        }

        //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
        if(!startVoltageSample)
        {
            startVoltageSample = true;
            getBridgeVoltageData();
            DRDYcount = 0;

            while(DRDYcount < nunAvg)
            {
                ;
            }

            ADC_Start(LOW);     // Stop ADC
            voltageDataAverage = 0;
            startVoltageSample = false;
            for(i = 0; i< nunAvg; i++)
            {
                voltageDataAverage += ADCrawCount[i];
            }
            voltageDataAverage = voltageDataAverage / nunAvg;
            NOP;
        }

        //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
        if(!startCurrentSample)
        {
            startCurrentSample = true;
            getExcitationCurrentData();
            DRDYcount = 0;

            while(DRDYcount < nunAvg)
            {
                ;
            }

            ADC_Start(LOW);     // Stop ADC
            currentDataAverage = 0;
            startCurrentSample = false;
            for(i = 0; i< nunAvg; i++)
            {
                currentDataAverage += ADCrawCount[i];
            }
            currentDataAverage = currentDataAverage / nunAvg;
            NOP;
        }

        //!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
        if(!startTemperatureSample)
        {
            startTemperatureSample = true;
            getTemperatureData();
            DRDYcount = 0;

            while(DRDYcount < nunAvg)
            {
                ;
            }

            ADC_Start(LOW);     // Stop ADC
            temperatureDataAverage = 0;
            startTemperatureSample = false;
            for(i = 0; i< nunAvg; i++)
            {
                temperatureDataAverage += ADCrawCount[i];
            }
            temperatureDataAverage = temperatureDataAverage / nunAvg;
            NOP;
        }

//###################################################################

这是设置。

//
// This function performs the basic ADC initialization.
//
void ADC_init(void)
{
    ADC_RST();          // Reset ADC
    ADC_Start(LOW);     // Stop ADC

    //
    // Write the MODE0 register
    // Set the sample rate to 7200SPS and the filter to SINC3.
    // (MODE0_DR_7200_SPS | MODE0_SINC3) = 0x62
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_MODE0, (MODE0_DR_14400_SPS | MODE0_SINC1));

    //
    // Write the MODE1 register
    // Set the conversion start delay to 50us, chop mode to off and convertion mode to continuous.
    // (MODE1_DELAY_50_uST | MODE1_CHOP_OFF | MODE1_CONVRT_CONTINUOUS) = 0x01
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_MODE1, (MODE1_DELAY_50_uS | MODE1_CHOP_OFF | MODE1_CONVRT_CONTINUOUS));

    //
    // Write the MODE2 register
    // Enables AIN2 and AIN3 as outputs.
    // Connect AIN2 to GPIO0 and AIN3 to GPIO1
    // These IOs control the bridge excitation direction switches.
    // (MODE2_GPIOCON_AIN3_ENABLE_MASK | MODE2_GPIOCON_AIN2_ENABLE_MASK) = 0x30
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_MODE2, (MODE2_GPIOCON_AIN3_ENABLE_MASK | MODE2_GPIOCON_AIN2_ENABLE_MASK));

    //
    // Write the MODE3 register
    // Set AIN3's output to high. AIN2's output is default low.
    // MODE3_GPIODAT_AIN3_DATA_MASK = 0x02
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_MODE3, MODE3_GPIODAT_AIN3_DATA_MASK);

    //
    // Write the REF register
    // Enable the internal reference to enable the internal current source to be used.
    // NOTE: any time the REF register is changed, REF_REFENB_MASK must be ORed with the change
    // in order to maintain the IDAC1 and IDAC21 current outputs.
    // (REF_REFENB_MASK | REF_RMUXP_INT_P | REF_RMUXN_INT_N) = 0x10
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_REF, (REF_REFENB_MASK | REF_RMUXP_INT_P | REF_RMUXN_INT_N));

    //
    // Write the IMUX1 and IMUX2 registers
    // Select IDAC1 and IDAC2 to be connected to AINCOM.
    // (IMUX_IMUX2_AINCOM | IMUX_IMUX1_AINCOM) = 0xAA
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_IMUX, (IMUX_IMUX2_AINCOM | IMUX_IMUX1_AINCOM));

    //
    // Write the IMAG resister
    // Set the excitation current output level.
    // (IMAG_IMAG2_100_uA | IMAG_IMAG1_250_uA) = 0x23
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_IMAG, (IMAG_IMAG2_100_uA | IMAG_IMAG1_250_uA));

    DEVICE_DELAY_US(5000);    // Macro to call SysCtl_delay() to achieve a delay in microseconds.
}

这些是在 main 中调用的函数。

//
// This function gets the Bridge pressure data
//
void getBridgePressureData(void)
{
    //
    // Write the IMUX1 and IMUX2 registers
    // Select IDAC1 and IDAC2 to be connected to AINCOM.
    // (IMUX_IMUX2_AINCOM | IMUX_IMUX1_AINCOM) = 0xAA
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_IMUX, (IMUX_IMUX2_AINCOM | IMUX_IMUX1_AINCOM));

    //
    // Write the IMAG register
    // Set IDAC1 output to 100uA and IDAC2 to 250uA
    // (IMAG_IMAG2_100_uA | IMAG_IMAG1_250_uA) = 0x23
    // NOTE: The excitation current is set to 350uA to ensure that the voltage
    // at the current output pin does not exceed the 3.9V limit for a maximum
    // bridge resistance of 6350 ohm @ 50°C and the bridge voltage does not exceed
    // the 2.5V reference.
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_IMAG, (IMAG_IMAG2_100_uA | IMAG_IMAG1_250_uA));

    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_INPMUX, (INPMUX_MUXP_AIN6 | INPMUX_MUXN_AIN7));
                                    // Set the ADC inputs
                                    // (INPMUX_MUXP_AIN6 | INPMUX_MUXN_AIN7) = 0x78

    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_PGA, PGA_GAIN_16);  // PGA_GAIN_16 = 0x04
//    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_PGA, PGA_BYPASS_MASK);  // PGA_BYPASS_MASK = 0x80

    DEVICE_DELAY_US(5000);    // Macro to call SysCtl_delay() to achieve a delay in microseconds.
    ADC_Start(HIGH);    // Start ADC

}

//
// This function gets the Bridge supply voltage data
//
void getBridgeVoltageData(void)
{
    //
    // Write the IMUX1 and IMUX2 registers
    // Select IDAC1 and IDAC2 to be connected to AINCOM.
    // (IMUX_IMUX2_AINCOM | IMUX_IMUX1_AINCOM) = 0xAA
    //

    //
    // Write the IMAG register
    // Set IDAC1 output to 500uA and IDAC2 to 100uA
    // (IMAG_IMAG2_100_uA | IMAG_IMAG1_250_uA) = 0x23
    // NOTE: The excitation current is set to 350uA to ensure that the voltage
    // at the current output pin does not exceed the 3.9V limit for a maximum
    // bridge resistance of 6350 ohm @ 50°C and the bridge voltage does not exceed
    // the 2.5V reference.
    //

    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_INPMUX, (INPMUX_MUXP_AIN4 | INPMUX_MUXN_AIN5));
                                    // Set the ADC inputs
                                    // (INPMUX_MUXP_AIN4 | INPMUX_MUXN_AIN5) = 0x56

    //
    // Because this is a single ended measurement, the PGA must be by past.
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_PGA, PGA_BYPASS_MASK);  // PGA_BYPASS_MASK = 0x80


//    DEVICE_DELAY_US(5000);    // Macro to call SysCtl_delay() to achieve a delay in microseconds.
    ADC_Start(HIGH);    // Start ADC

}

//
// This function gets the excitation current data
//
void getExcitationCurrentData(void)
{
    //
    // Write the IMUX1 and IMUX2 registers
    // Select IDAC1 and IDAC2 to be connected to AINCOM.
    // (IMUX_IMUX2_AINCOM | IMUX_IMUX1_AINCOM) = 0xAA
    //

    //
    // Write the IMAG register
    // Set IDAC1 output to 500uA and IDAC2 to 100uA
    // (IMAG_IMAG2_100_uA | IMAG_IMAG1_250_uA) = 0x23
    // NOTE: The excitation current is set to 600uA to ensure that the voltage
    // at the current output pin does not exceed the 3.9V limit for a maximum
    // bridge resistance of 6350 ohm @ 50°C and the bridge voltage does not exceed
    // the 2.5V reference.
    //

    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_INPMUX, (INPMUX_MUXP_AIN0 | INPMUX_MUXN_AIN1));
                                    // Set the ADC inputs
                                    // (INPMUX_MUXP_AIN0 | INPMUX_MUXN_AIN1) = 0x12

    //
    // Because this is a single ended measurement, the PGA must be by past.
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_PGA, PGA_BYPASS_MASK);  // PGA_BYPASS_MASK = 0x80


//    DEVICE_DELAY_US(5000);    // Macro to call SysCtl_delay() to achieve a delay in microseconds.
    ADC_Start(HIGH);    // Start ADC

}

//
// This function gets the excitation current data
//
void getTemperatureData(void)
{
    //
    // Write the IMUX1 and IMUX2 registers
    // Select IDAC1 to be connected to AIN8.
    // (IMUX_IMUX2_NOCONNECT | IMUX_IMUX1_AIN8) = 0xF8
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_IMUX, (IMUX_IMUX2_NOCONNECT | IMUX_IMUX1_AIN8));

    //
    // Write the IMAG register
    // Set IDAC1 output to 500uA
    // (IMAG_IMAG2_OFF | IMAG_IMAG1_500_uA) = 0x04
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_IMAG, (IMAG_IMAG2_OFF | IMAG_IMAG1_500_uA));

    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_INPMUX, (INPMUX_MUXP_AIN9 | INPMUX_MUXN_AIN1));
                                    // Set the ADC inputs
                                    // (INPMUX_MUXP_AIN9 | INPMUX_MUXN_AIN1) = 0xA2


    //
    // Because this is a single ended measurement, the PGA must be by past.
    //
    ADC_Write_Reg(REG_ADDR_PGA, PGA_BYPASS_MASK);  // PGA_BYPASS_MASK = 0x80


//    DEVICE_DELAY_US(5000);    // Macro to call SysCtl_delay() to achieve a delay in microseconds.
    ADC_Start(HIGH);    // Start ADC

}

这是良好的数据、所有后续数据都是良好的。这是使用"void getBridgePressureData (void)"函数中的5ms 延迟捕获的。我已经进行了计算、以查看这些数据是否合理。考虑到报告的机场压力和实验室中测量的温度、这些数值非常接近。每次测量都是在 ISR 控制下采集的五个数据样本的平均值。

这是不带5ms 延迟的第一次通过。压力数据是增益为16的差分测量值、符合预期。

这表示第二次和所有后续测量。

注意：当我在"void getBridgeVoltageData (void)"函数中放置5ms 延迟时、以下测量结果良好。

e2e.ti.com/.../10mm_5F00_Top_2D00_Hat_5F00_Alternate-schematic-rev2-6_2D00_6_2D00_2022.pdf

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Dennis McGlumphy：

感谢您发送这些信息、一些问题和意见：

您能否发送从 ADC 接收到的原始 ADC 代码、而不是平均数据？您可以为每次测量发送收集的全部5个数据样本。请同时包括良好和不良测量值、以便我可以在您采集样本时查看数据如何变化。您的采样速度似乎非常快(14kSPS)、因此我不会期望每组5个样本有很大差异、但最好仔细检查。我还想了解不良数据与良好数据之间的距离
要确认：您未启用压差测量的桥斩波器、对吗？我没有看到您在函数调用中切换 GPIO、但我只是想进行确认
您正在使用内部 VREF 进行所有测量？
您之前的帖子说您使用3.5ms 作为延迟、而您发送的代码显示5ms。您是否曾尝试缩短延迟以查看良好和不良数据之间的截止位置？
您是否尝试使用 MODE1寄存器中的 DELAY 位而不是使用 DELAY 函数调用？我想知道这是否会产生不同的结果
我看到您只在 getBridgePressureData (void)中调用5ms delay 函数。这一行代码似乎在其他函数中注释掉。这是产生错误的配置、还是该配置工作正常？
您为什么将电流激励用于电桥而不是电压激励？只是好奇……

收到您的回复后、我可以更详细地了解这一点。原理图或代码中的任何内容看起来都不正确、至少乍一看就可以了。

布莱恩

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Bryan

因为这对我来说是周五晚了、所以我在早上6：00来到这里。我将在星期一再接回来。但是、我现在可以回答一些问题。

[引用 userid="204916" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1137089/ads1261-ads1261-pga-startup-time/4220326 #4220326")确认：您未启用压差测量的桥式切碎器、对吗？我没有看到您在函数调用中切换 GPIO、但我只是想确认

不、我不使用斩波模式。我必须每1ms 提供大量数据。但是、如果我能够提高代码的效率并加快代码运行速度、我希望使用交流激励模式。这将极大地降低该噪声级别。

是的、我使用内部2.5V 基准作为测量基准。我想使用5V 电源作为我的测量基准、但它太吵了。

[引用 userid="204916" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1137089/ads1261-ads1261-pga-startup-time/4220326 #4220326">您之前的帖子显示您使用3.5ms 作为延迟、而您发送的代码显示5ms。您是否曾尝试缩短延迟以查看良好和不良数据之间的截止位置？ [/报价]

是的、截止延迟时间似乎为3.5ms。我在该示例中使用5ms、以确保一切都是稳定的。

[引用 userid="204916" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1137089/ads1261-ads1261-pga-startup-time/4220326 #4220326">我发现您只在 getBridgePressureData (void)中调用5ms delay 函数。这一行代码似乎在其他函数中注释掉。这是产生错误的配置，还是该配置工作正常？

这是有效的配置。其他功能中的其他5ms 延迟是为了方便起见、因此我可以轻松地进行切换。

[引用 userid="204916" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1137089/ads1261-ads1261-pga-startup-time/4220326 #4220326">您使用电流激励代替电压激励的任何原因是什么？只是好奇...[/引述]

我有两个 PCA、一个是恒定电流、另一个是恒定电压。我这样做是因为一些压力制造商指定恒定电流、而其他制造商指定恒定电压。我正在为多家供应商进行设计。我特别认为、恒定电压是前进的道路。欢迎你就此事提出意见。

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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感谢您的快速反馈、Dennis。

只要您可以、请告诉我原始 ADC 数据。

布莱恩

0 admin 3 年多前

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尊敬的 Bryan

请参阅下面的原始数据。

上述数据是在5ms 延迟下获取的。

样本1 样本2 样本3

上述数据是在没有5ms 延迟的情况下获取的。

上述数据是在3.5ms 延迟下获取的。

上述数据是在 ADC、s MODE1寄存器中设置的4.49ms 延迟下获取的。此延时时间仅在"void getBridgePressureData (void)"函数中设置、然后在以下"void getBridgeVoltageData (void)"函数中重置为50us。函数调用的顺序如下：

void getBridgePressureData (void)

void getBridgeVoltageData (void)

void getExcelationCurrentData (void)

空 getTemperatureData (空)

前三个函数的激励电流为350uA、输出为 AINCOM。温度函数将激励电流更改为500uA、并将输出更改为 AIN8。我仍然认为在更改激励电流及其输出时需要一些稳定时间。不过、话虽如此、我在温度函数中设置了5ms 的延迟、但没有发现任何差异。我本以为应该会有差异。 RTD 在温度范围内约为1100欧姆、其中电桥为4500欧姆。当然、该电桥是半导体电桥、很可能不会以纯电阻方式运行。此外、根据 SPICE 仿真、抗混叠滤波器的阶跃响应约为6ms、请参阅下文。请你的想法。

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Dennis：

感谢您将此内容发送给我们、不同的数据集确实很有帮助

一些观察结果：

如果我查看在没有5ms 延迟的情况下获取的数据(标记为"Sample 1"、 "Sample 2"和 "Sample 3")、那么相对于5ms 数据、所有三个样本的温度数据看起来都是正确的(如果您不同意、请告诉我)
2号和3号样品的压力、电压和电流数据不正确、但1号样品的压力、电压和电流数据正确
样本#2和#3的压力、电压和电流数据似乎随着阵列指数的增加而增加、即 voltageData[1]> voltageData[0]、 voltageData[2]> voltageData[1]等。但是、在这种情况下、数据永远不会达到稳定状态、也不会接近包含5ms 延迟时看到的值
我还注意到、您更改了两个用于温度测量的 IDAC、然后在温度测量完成后将其恢复为电桥供电

综合考虑所有这些观察结果、从电桥上移除电流激励似乎存在某种趋稳问题。正如您提到的、电桥不是纯电阻的、因此它可以是电桥本身。或者、它也许是抗混叠滤波器、正如您提到的、该滤波器的稳定时间为~6ms。

为了检查这些问题对您的电路有何影响、您可以将差分电容器的尺寸从100nF 减小到更小的值、例如10nF。如果抗混叠滤波器导致稳定问题、这应该会降低影响。

您还可以考虑让两个 IDAC 始终保持开启状态、并将 IDAC1用于桥接器、将 IDAC2用于 RTD。如果仅为电桥使用1个 IDAC、则无法获得350uA 输出电流、但250uA 或500uA 似乎可以用于您的系统。选择此方法可消除任何抗混叠滤波器稳定问题、因为即使未测量电桥、也会始终通电。即使这不是您为系统选择的最终配置、也值得进行测试、只需查看结果即可

请告诉我您是否能够尝试这些解决方案以及每种解决方案的结果

布莱恩

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Bryan

我想我会尝试一下。但是、这将需要一些时间、因为我必须将 PCA 发送出去进行返工。通常我会自己做、但器件都是0201芯片电容器、我太老了、对这种工作再也不敢这么做。

[引用 userid="204916" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1137089/ads1261-ads1261-pga-startup-time/4221835 #4221835">您还可以考虑将两个 IDAC 始终保持开启状态、并将 IDAC1用于桥接器、将 IDAC2用于 RTD。如果仅为电桥使用1个 IDAC、则无法获得350uA 输出电流、但250uA 或500uA 似乎可以用于您的系统。选择此方法可消除任何抗混叠滤波器稳定问题、因为即使未测量电桥、也会始终通电。即使这不是您为系统选择的最终配置、也值得进行测试、只需查看结果即可[/报价]

我试过这种方法、它起了作用。由于 ADC 输入范围、电桥的电流限制为350uA。因此、我始终将 IDAC1保持在输出 AINCOM 处、并将电桥的 IDAC2始终保持在250uA、将电桥的输出 AINCOM 切换为100uA、将 RTD 的输出 AIN8切换为500uA。我仍然需要1ms 的延迟。但是、这是可以接受的。这也使我更好地了解了正在发生的情况。很棒的建议谢谢你。

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Dennis：

我很高兴我们的支持使您能够采取适当的步骤来解决您的问题

如果您有任何疑问、请告诉我。

布莱恩

数据转换器（参考译文帖）

数据转换器（参考译文帖）(Read Only)

[参考译文] ADS1261：ADS1261 PGA 启动时间