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[参考译文] ADS131A04:OSR 的设置

Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS131A04

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/1035811/ads131a04-setting-of-osr

器件型号:ADS131A04

尊敬的团队

客户对  OSR 设置有两个问题、希望提出。 因为客户认为输出波形有疑问。

输入波形:

输入:0.5 Vpp,50Hz,正弦

问题1:

将 OSR 设置为4096、但观察由数字滤波器滤波的波形时会有很多噪声。 要观察 ADC 捕获的电压、您会发现电压波形不是正弦波。

ADC CLK 设置:

ADC CLKIN = 16.384MHz

CLK_DIV = 001:fICLK = fCLKIN / 2

ICLK_DIV=001:FMOD = fICLK/2

OSR:0000:Fdata = Fmod / 4096

过滤器后的波形:  

ADC 输出的正弦波波形:

相应 ADC 输出波形的缩放如下:

我是否可以问为什么会产生这种结果? 只要滤波器部件是水平线、ADC 输出波形就会非常漂亮。

问题2:

客户  将 OSR 设置为小于2048、输出将具有一个凸波。 (客户反馈)

ADC CLK 设置:

ADC CLKIN = 16.384MHz

CLK_DIV = 001:fICLK = fCLKIN / 2

ICLK_DIV=001:FMOD = fICLK/2

OSR:0001:Fdata = Fmod / 2048

波形在滤波之后出现、波  形放大:

按如下方式放大相应 ADC 输出的正弦波波形:

滤波后的正常波形和放大波形:

按如下方式放大相应 ADC 输出的正弦波波形:

具有不同设置的滤波波波波波形如下所示:

ADC CLK 设置:

ADC CLKIN = 16.384MHz

CLK_DIV = 001:fICLK = fCLKIN / 2

ICLK_DIV=001:FMOD = fICLK/2

OSR:0001:Fdata = Fmod / 2048

ADC CLK 设置:

ADC CLKIN = 16.384MHz

CLK_DIV = 001:fICLK = fCLKIN / 2

ICLK_DIV=001:FMOD = fICLK/2

OSR:0010:Fdata = Fmod / 1024

ADC CLK 设置:

ADC CLKIN = 16.384MHz

CLK_DIV = 001:fICLK = fCLKIN / 2

ICLK_DIV=001:FMOD = fICLK/2

OSR:0101:Fdata = Fmod / 512

ADC CLK 设置:

ADC CLKIN = 16.384MHz

CLK_DIV = 001:fICLK = fCLKIN / 2

ICLK_DIV=001:FMOD = fICLK/2

OSR:1101:Fdata = Fmod / 64

如果您可以解释 ADC 中出现这些情况的原因吗?

非常感谢

丹尼

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    您好、Denny's、

    感谢您的发帖。

    让我们重点介绍数据速率配置为1kSPS 的第一种情况。 请分享其电路的输入原理图、其中显示了如何应用输入信号。 此外、请包含完整的寄存器设置、以便我们了解 ADS131A04配置为使用的模式。

    此致、

    Ryan

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    您好、Ryan

    原理图。

    e2e.ti.com/.../ADS131A04_5F00_schematic.pdf

    ADS131A04设置的结果如下:

     ----------------------------------------------------

    用户配置寄存器:

    ADS131A RegAddr[0x0Bh]:0x60h

    ADS131A RegAddr[0x0Ch]:0x3Eh

    ADS131A RegAddr[0x0Dh]:0x02h

    ADS131A RegAddr[0x0Eh]:0x2Dh

    ADS131A RegAddr[0x0Fh]:0x0Fh

    ADS131A RegAddr[0x10h]:0x00h

    ADS131A RegAddr[0x11h]:0x00h

    ADS131A RegAddr[0x12h]:0x00h

    ADS131A RegAddr[0x13h]:0x00h

     

    μ.串行外设接口(SPI):

    +速率:24 M Hz

    + CPOL:0和 CPHA:1

     

     ADS131A M2 RegAddr[0x07h]:0x02h

    μ.芯片组配置:

    +模式:同步从模式(M0:浮点)

    +分辨率:24位(M1:GND)

    +汉明码错误校正:不可用(M2:GND)

     ----------------------------------------------------------------

    客户  有三个问题。

    客户 希望先解决第二、第三个问题。

    这是客户当前遇到的情况、需要解释。

    设置 OSR=4096、获得的数据不正确。

    2.如何解释当 OSR=64被置位时的现象?

    当 OSR=64被置位时、数据的尾数为8。

    设置 OSR = 64后、获得的值如下:

    所有数据的尾数为8。

    为什么会这样呢? (大于64的 OSR 不存在此问题)

     

    非常感谢

    丹尼

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    您好、Denny's、

    感谢您提供额外的详细信息。

    首先、我看到原理图显示了一个晶体作为主时钟输入源。 该时钟将完全独立、并与控制器接口异步。 因此、在该配置中不能使用同步从机模式。 为了保持一致的时序、主时钟和接口信号必须源自同一个源。

    其次、客户在 十进制代码的最后一位数中观察到的现象很常见、并且不是器件问题。 其他器件设置可能会在十进制代码中产生不同的模式、但通常这些模式/静态数字位于本底噪声下方。 对于 OSR = 64、ADC 的本底噪声大于4 LSB。 当增益= 1且 OSR = 64时、我们只期望大约17.72位的有效分辨率(大约15位无噪声)。  

    我将与设计团队讨论、看看我能否更好地解释这些模式的发生原因。  

    此致、

    Ryan

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    您好、Ryan

    其次、客户在十进制代码的最后一位数中观察到的现象很常见、并且不是器件问题。 其他器件设置可能会在十进制代码中产生不同的模式、但通常这些模式/静态数字位于本底噪声下方。 对于 OSR = 64、ADC 的本底噪声大于4 LSB。 当增益= 1且 OSR = 64时、我们只期望大约17.72位的有效分辨率(大约15位无噪声)。

    1.客户想与我们确认24位是否相同?

    我将与设计团队讨论、看看我能否更好地解释这些模式的发生原因

    2.是否有更新?  

    非常感谢

    丹尼

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    你好、Denny's -我不理解你的第一个问题。 请您澄清一下吗?

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    您好、Ryan

    其次、客户在十进制代码的最后一位数中观察到的现象很常见、并且不是器件问题。 其他器件设置可能会在十进制代码中产生不同的模式、但通常这些模式/静态数字位于本底噪声下方。  对于 OSR = 64、ADC 的本底噪声大于4 LSB。 当增益= 1且 OSR = 64时、我们只期望大约17.72位的有效分辨率(大约15位无噪声)。

    客户想要问的是、我们只期望大约17.72位的有效分辨率(大约15位无噪声)。 在此通道中、17.72位和15位均值。

    因为 他们选择的芯片是 TI ADS131A04。
    该芯片具有 ADC (24位)转换和 SPI 接口传输功能。
    客户可能会错误地认为这种现象在16位模式下发生、因此我想问在24位模式下这种现象是否也一样。

    非常感谢

    丹尼

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    尊敬的 Denny's:

    我认为客户在本机器件分辨率、有效或无噪声分辨率和器件字长之间存在一些混淆。 有关误差源和 ADC 噪声的更多信息、我建议观看 TI 高精度实验室- ADC 培训材料中的相关视频。

    ADS131A04是一款24位 Δ-Σ ADC。 但是、与大多数具有高分辨率(>16位)的 ADC 一样、系统的热噪声会导致最后几个 LSB 随机切换。 因此、包含有用信息的位数始终小于 ADC 分辨率。 因此、我们使用有效和无噪声分辨率等术语来区分有用的数据位和总 ADC 分辨率。  

    具体而言、在 ADS131A04中、我们为客户提供了格式化输出器件字长的选项。 对于16位的字长、我们截断了8个 LSB。 对于32位字长、我们要么对24位字进行符号扩展、要么将24位字向左移动8位、然后为 LSB 填充零(即"零填充")。  

    Δ-Σ ADC 中的数字抽取滤波器需要一定的增益、以便数据能够通过所有滤波器元件传播。  所需的滤波器增益取决于滤波器架构和 OSR 设置。  此外、数字滤波器还可以实现一些其他缩放技术、以补偿 Δ-Σ 架构中的任何衰减。 滤波器元件数量和数字滤波器缩放的组合效应会导致一系列算术步骤 、这些步骤可能会生成某些模式的缺失代码。 如前所述、这些模式是确定的、并且出现在 ADC 的本底噪声之下、因此它们不会对器件性能产生影响。

    此致、

    Ryan