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[参考译文] ADS1261EVM:ADS1260:需要测量 uA 电流 ADC 解决方案

Guru**** 1129500 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1260, ADS1261EVM, ADS1235, ADS125H01, ADS1261, REF6025
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/1009738/ads1261evm-ads1260-need-to-measure-ua-current-adc-solution

器件型号:ADS1261EVM
主题中讨论的其他器件:ADS1260ADS1235ADS125H01ADS1261REF6025

您好!

我想设计 一个 能够测量  uA 电流 测量解决方案的解决方案。

以下是规格:

1、测量 0~50mA 电流。

2.我们只使用一个分流电阻器来测量电流。

电 流分流电阻器将为100m Ω~ 1 ohm_R1210。 (可以获得更大的分流电阻器值。)

我们   期望的分辨率为 1uA

5. 高侧感应电源压为2.8V。  

→我得到了 ADS1260的建议、 并阅读 ADS126x 和 ADS1261EVM 的数据表。

以下是一些问题:

  1.  是否可以选择 100m Ω~ 1 Ω 的分流电阻器 R1210或其他建议?

  2.  从2.选择正确的电阻后, 原理图将是什么? 使用 SBAU293A -ADS1261和 ADS1235评估模块_P24~P31进行参考设计或提出其他建议是否足够?

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    尊敬的 Jax:

    感谢您的提问。

    您链接到的另一个 e2e 线程("ADS125H01:需要测量 uA 电流 ADC 解决方案")详细介绍了用于确定使用 ADS1260获得所需精度所需的增益和数据速率的过程。 您可以尝试一下、看看您提出的内容吗?

    原理图也是如此-请尝试您认为原理图应该是什么样的、然后我们可以提供建议。

    布莱恩

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    您好、Bryan、

    感谢您的回复。

    在 e2e 线程("ADS125H01:需要测量 uA 电流 ADC 解决方案")的描述中、我提出以下语句:

    如果我选择 R-shunt = 100mΩ Ω
     (1) Vsense_Max = Isense_Max x Rshunt = 50mA x 100mΩ= 5mV
     (2)动态范围= Isense_Max /分辨率= 50mA/1uA = 50000
     ->(3) Vresolution = Vsense 最大值/ 动态范围 = 0.1uV

     
    然后、使用表1。  数据表中找到  满足"uV_RMS"性能要求的条件。

     

    如果我们不考虑“数据速率”。 (对于每秒2.5个样本以上的我们来说、这是足够的。)

    我们选择“增益”= 128。

    我可以使用表的所有条件、对吧? (值< 0.1uV 是安全的。)

     

    下面是一些问题:
    1.为什么要考虑的条件是
    "uV_RMS"而不是"uV_pp"


    2.使用较高的“增益”(例如:128)时,是否存在一些限制或副作用?

    3.使用较高的“过滤器类型”(例如:FIR4)时,是否存在一些限制或副作用?

     

    顺便说一下、我将绘制原理图。 您将完成此过程、以便查看并寻求一些建议。

     

    此致。

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    尊敬的 Jax:

    感谢大家得出这些结论。 如需了解相关信息、请参阅数据表的下一页、因此如果您的噪声目标为~100nVRMS、那么您的采样速率可高达400SPS、但仍能获得所需的噪声性能。

    RMS 和 PP 噪声之间的差异是统计的、其中 RMS 是数据集的+/-1标准差、而 PP 通常是+/-3或+/-3.3标准差。 因此,此信息告诉您噪声处于指定水平内的概率,其中 RMS 类似于“典型”情况,PP 更类似于“最大”(尽管理论上噪声可能大于 PP 值)。 您需要确定是否要使用 RMS 或 PP。 您还可以查看我们有关 ADC 噪声的高精度实验室培训系列(第6节): https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs

    如果增益较高、您需要考虑 PGA 的共模范围、因为随着增益的增加、这种范围往往会变得更窄。 您可以使用 Excel 计算器工具帮助您确定输入信号是否处于 PGA 的输入范围 内:https://www.ti.com/lit/zip/sbac200

    滤波器类型越高、延迟越长、尤其是在通过通道进行多路复用时。 您可以在 ADS1260数据表的"表8:转换延迟"中看到这一点。 例如、如果您选择100SPS 的数据速率和 SINC1滤波器、则单通道转换的延迟为10.43ms。 但是、如果您选择100SPS 的数据速率和 SINC4滤波器、则延迟会增加到40.43ms。 因此、高阶滤波器需要更长的时间才能稳定、但它也会降低噪声。

    布莱恩

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    您好、Bryan、

    感谢您的回复。

    我们希望在特定时刻和测量小型电子产品的功耗

    我们不会将实时响应置于比噪声质量更高的优先级。

    因此,可以等待几毫秒进行值转换。


    阅读您的信息和 Excel 计算器工具后、我尝试获取以下内容:

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

    规格:

    -测量0~50mA 电流。

    我们只使用一个分流电阻器来测量电流。

    -电流分流电阻器将为100mΩ Ω。

    我们期望的分辨率为1uA。

    -高侧感应、电源电压为2.8V。



    (1) Vshunt_Max = Isense_Max x Rshunt = 50mA x 100mΩ= 5mV
    (2)动态范围= Isense_Max /分辨率= 50mA/1uA = 50000
    (3) Vresolution = Vshunt_Max / 动态范围 = 0.1uV

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

    1. PGA 增益:根据 ADS_datasheet 中的表1、我将其设置为128
    2. 电源电压:我有一个 DC5V 电源。 将 AVDD 设置为5V将 AVSS 设置为0V
    3. 实际上,我不知道在 Excel 中设置“基准电压”。

    因此、我阅读了数据表、并猜测以下内容:

    以9.3.3 ADS1260数据表中的基准电压、

    -如果我使用9.3.3.1内部基准: VREFP 设置为2.5V将 VREFPN 设置为0V
    -如果我使用9.3.3.3 AVDD - AVSS 基准(默认): VREFP 设置为2.5V将 VREFPN 设置为0V。 (与 AVDD/AVSS 相同)
    →需要一些有关基准电压设置的建议和说明。

    1. VIN_DIFF:我猜它是 Vshunt_Max。 将其设置为0.005V
    2. VIN_CM:我想它是高侧电压。 将其设置为2.8V

      最后、我得到两个结果、如下所示。

        

      增益=128时、输入电压设置看起来安全。

       

      需要一些帮助和建议。

       

      此致。

      JAX

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    尊敬的 Jax:

    这是一项非常好的工作、您正在非常有效地使用这些工具! 您已确认输入信号将处于 ADS1261内放大器的输入范围内。

    要回答有关 VREF 电压的问题:ADC 需要基准电压来生成正确的 ADC 代码。 VREF 电压应非常稳定且具有低噪声、以确保您能够满足所需的动态范围(50、000次计数和100nV 噪声)。 ADS1261包含一个集成的2.5V 基准电压、但如果您想使用分立式器件、它还可以选择使用外部 VREF。 与内部 VREF 相比、分立式 VREF (例如 REF6025)通常具有更低的噪声和更低的漂移。 如果您希望系统具有最佳性能、我不建议将电源用作 VREF 源。

    布莱恩