[参考译文] ADS122C04：用于多通道的交错采样

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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1029901/ads122c04-use-for-interleaved-sampling-of-multiple-channels

器件型号：ADS122C04

我们正在考虑将 ADS122C04IPWR 用于以下系统：

三个带宽小于40Hz 的模拟通道、具有公共基准通道
单个 ADS122C04IPWR、用于测量三个差分模拟通道(其中负侧是公共基准)。
通过使用1000Hz 数据速率设置对三个模拟通道进行交错采样、从而有效地提供每通道~333Hz 的数据速率(在没有自动定序的情况下可能会更低、因此需要进行 I2C 事务)。

我们的问题：对于给定的通道、上述采集方案似乎相当于在1000Hz 数据速率设置下对单个通道进行采样、然后以系数3进行下采样。为了防止混叠、对于1000Hz 数据速率设置、待降采样的信号的能量不得超过166.66Hz、然而、所选滤波器的带宽为483.8Hz。因此、166.66Hz 至483.8Hz 之间的量化/热噪声将会翻番并降低分辨率。
问题

这是否是一个有效的问题(也许我们不理解数据表)？
我们是否可以使用 ADS122C04IPWR 的替代配置？
是否有更适合 OUT 系统的器件？

谢谢！

5 年多前

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2943400 points

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您好 Brian、

欢迎来到 E2E 论坛！ ADS122C04是一款以调制器速率进行采样的 Δ-Σ 过采样器件。在正常模式下、调制器以256kHz 的频率运行。过采样会将量化噪声推至更高的频率、而数字滤波器充当低通滤波器、从而消除该噪声。

由于调制器的运行速度比数据输出速率快得多、因此抗混叠滤波器可以大幅放宽。如果您有一个积极的模拟滤波器、则必须考虑滤波器的稳定时间和响应时间。因此、您通常会将输入滤波器设计为折衷方案。您可以参阅数据表中的第9.1.4节。

如果您需要 I2C 接口、这将是最佳的器件。 ADS122C04是数字滤波器的单周期稳定、因此一旦一次转换完成、数据就会有效。在这里、我建议您使用单次模式并监控 DRDY 输出、以便在转换完成时发出信号。 DRDY 从高电平转换为低电平后、立即使用中断驱动系统读取数据并设置下一个多路复用器通道、然后发送启动/同步命令以启动下一个转换。

此致、

Bob B

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2943400 points

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尊敬的 Bob：

感谢您提供信息。

1.大约9.1.4 -是的、我们喜欢 Σ-Δ ADC 的优势。很好的一点是、我们只需要一个相对简单(并且稳定时间较短)的滤波器、这是因为信号由调制器时钟进行采样。但是、在这种情况下、原始信号中从166.66Hz 到483.8Hz (大约)的任何能量都将混叠。您是否建议我们考虑将此无源滤波器的截止频率降低至接近166.66Hz？

2、假设我们进行此滤波更改(希望是)稳定时间更改仍然可以接受。 Σ-Δ 调制器本身将引入形状量化噪声。通常、当我们降低数据速率时、我们会降低带宽并消除(好吧、大幅衰减至可忽略的水平)这种量化噪声。但是、如果我们以交错方式使用通道多路复用、我们似乎会保留一个存在此量化噪声的窗口(166.Hz 至483.8Hz)、然后该窗口会由于有效下采样而完全通过通带干扰。在这种多路复用配置中使用 Δ-Σ 调制器时、这是否是可以接受的？

3.感谢您提供配置信息。是否有任何有关在低功耗模式下连续循环使用器件的问题？在给定温度下、从低功耗转换到全功率所需的时间是否相对一致？最后、我们实际上正在考虑使用连续转换模式。我们将首先启动转换过程。然后、我们将使用新的多路复用器设置(这将重新启动转换)顺序地重复写入配置0寄存器、回读之前的结果、并等待预定义的时间、具体取决于采样率(转换时间+裕量)。当然、该序列中的第一个采样将是垃圾。

谢谢！
Brian

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2943400 points

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您好 Brian、

[引用 userid="496444" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1029901/ads122c04-use-for-interleaved-sampling-of-multiple-channels/3807651 #3807651]1. 大约9.1.4 -是的、我们总体上喜欢 Σ-Δ ADC 的优势。很好的一点是、我们只需要一个相对简单(并且稳定时间较短)的滤波器、这是因为信号由调制器时钟进行采样。但是、在这种情况下、原始信号中从166.66Hz 到483.8Hz (大约)的任何能量都将混叠。您是否建议我们考虑将此无源滤波器的截止频率降低至接近166.66Hz？

是的、信号可能会混叠。由于我对您测量的传感器一无所知、因此我很难预测结果。但混叠的噪声通常来自外部源、大多数类型的传感器连接到 ADS122C04、而不是传感器噪声本身。即使截止频率为1kHz、一阶滤波器在混叠频率下的滚降也非常显著。模拟滤波器和数字滤波器的综合影响将混叠放置在相对于 ADC 本底噪声而言无关紧要的位置。当然、您可以使滤波器像您希望的那样激进。

[引用 userid="496444" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1029901/ads122c04-use-for-interleaved-sampling-of-multiple-channels/3807651 #3807651"]

[/报价]

每次切换输入通道时、转换都会清空数字滤波器、并在连续转换模式下运行时重新启动转换。在单次模式下、转换从 START/SYNC 命令解码的时间点开始、该解码会再次清空数字滤波器。每个转换周期都是单周期稳定的、因此无论之前的转换是什么、都是完全有效的。

[引用 userid="496444" URL"~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1029901/ads122c04-use-for-interleaved-sampling-of-multiple-channels/3807651 #3807651"]

[/报价]

我建议采用单次模式、主要是为了简化对转换数据的跟踪、而无需使用计时器。您当然可以使用您描述的连续模式方法。

此致、

Bob B

数据转换器（参考译文帖）

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[参考译文] ADS122C04：用于多通道的交错采样