[参考译文] ADS1234：有关 DAQ 电路的技术信息

 尊敬的 Bob：

我们的客户听从了您关于测试 ADC 的建议、但仍有一些疑问：
第一幅图像显示了输入短路时的 ADC 输出。 在这里、客户看到的平均输出为0.165毫伏、即使两个输入都短路、它很小、但他是否应该期待非常接近于零伏的电压？

2.客户首先是一个类似电阻器的静态电桥、但问题是、如图所示、他的结果变化太大。 所有这些都是这样。 电阻器的质量在这里发挥作用吗？ 因为当他移除其中一个电阻器并添加应变仪传感器时、所有这些变化都显著减小。

此外、如果他要使用低通滤波器、那么他要将电桥输出直接连接到 ADC 的输入端？ 由于他还会在相对较小的传感器输出电压中遇到峰值、但这些峰值在那里、他不知道它们来自何处。

e2e.ti.com/.../caseAttachments.zip

谢谢、此致、

Gerald

您好 Gerald、

查看原理图会有所帮助、以便我完全了解 ADS1234的配置方式。  与消除任何计算误差的计算电压值相比、了解原始 ADC 代码值也会更有帮助。  我还建议客户查看 桥接测量基本指南。

在实践中、最好使用低通抗混叠滤波器。  此外、相对于 ADS1234的 SPEED 引脚设置、噪声会大幅增加。  对于短路输入测试、客户需要确保输入处于 ADC 的输入范围内。  这意味着当使用 PGA (增益设置为64或128)时、短路必须高于 AGND 1.5V、也必须低于 AVDD 1.5V。  这就是我在上一篇文章中提到的分压器的原因。  此外、还可能存在器件偏移。 但它应该远远小于0.165mV、并且更多的值大约为 nV。  为了排除计算误差、这就是最好查看原始代码值的原因。  可以通过发出26个 SCLK (从正常数据读取中额外发出2个或更多 SCLK)来消除 ADC 失调电压、然后发出内部失调电压校准。

就噪声而言、再次使用来自 ADC 的原始代码并确定代码的峰-峰值并与满量程代码数进行比较要容易得多、而不是以电压为单位进行计算、因为可能会出现计算误差。  到目前为止的图假设转换正确完成。  如果图中显示的是 mV、则最有可能是增益设置不符合我的预期。  对于我看到的大多数惠斯通电桥、应使用最大增益。  电桥的灵敏度以 mV/V 为单位  2mV/V 的灵敏度意味着满载时的电桥输出将为每个激励电压提供2mV 的输出。  如果使用5V 激励、则电桥的最大输出将为10mV。  为了有效测量此小信号、您需要为电桥使用5V 激励源、并将相同的5V 源用作 ADC 基准电压。  您还需要使用最大增益(128个或两个增益引脚都设置为高电平)来获得最低噪声和最佳分辨率。  这将实现+/- 0.5 * Vref /增益或2 * 0.5 * 5 / 128 = 39mV 或+/- 19.5mV 的满量程范围。  因此、我怀疑存在计算错误、或者客户对 ADC 使用了错误的配置。

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

感谢您的所有帮助。  以下是通道1 (文件名 ch0.csv)原始数据。 客户还添加了原理图。 他将为惠斯通电桥使用1%容差的电阻器。  他还在另一个文件应变仪.csv 中添加了应变仪输出数据。 他 已经阅读了有关使用80sps 时噪声增量的数据表、但该噪声仍然高于数据表所提供的噪声。 他 没有记录短接输入的测量值、但他将在两天内发送这些测量值。 他始终使用增益128来测量电桥的输出。 即使增益为1、他也能够在应变测量期间从准桥获取值。 要删除偏移、他现在将更改数据采集代码。 他将检查增益引脚设置、因为他没有示波器(因为他相信这可能是因为他通过将增益1和0连接到 ads1234的数字电源来设置 ads1234的增益、因为可能是由于数字干扰 因此、他将使用 Arduino Uno 板设置增益引脚。

他没有指示 ads1234的其他连接、例如 SCLK、DRDY/DOUT、XTAL1、XTAL2、A1、 A0、CAP 和 CAP、因为它们是与 Arduino 的数字连接。 目前、整个电路分别由 Arduino 电源5V 和3.3V 输出供电、用于模拟电源和数字电源。 用于增益和速度的引脚始终与 DVDD 相连。

e2e.ti.com/.../CS1328347_5F00_attachments.zip

谢谢、此致、

Gerald

您好 Gerald、

我能否获得准确的原理图？  提供的一个更像是方框图、但并非所有这些都很有用。  电源上应该有所需的电容、电容引脚上应该有一个100nF 电容、每个 ADC 输入上应该有一个低通抗混叠滤波器。  此外、这似乎在很大程度上是一个原型电路。  如果电路板之间存在大量的 Fly-Wire 连接、则几乎无法获得精确结果。

80sps 将在 ADC 通带内产生50/60Hz 的电源线路周期噪声。  使用10sps 应该会有明显的改进。

另一件事是、我仍然不清楚我应该在数据中看到什么。   我看到 ch0.csv 数据具有较大的负值。  该数据到底代表什么、预期值应该是什么？  我对应变 guage.csv 文件有类似的问题、比如发生了什么情况以及引脚设置是什么？

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

请参阅下面的客户回应：
"从 ADS1234电容器的数据表中可以了解、不使用 PGA 时、只需连接电容器。 由于我使用增益128、因此我没有将其连接任何东西。 您能否通过德州的混叠滤波器上的任何正交来推荐？(我可以自己找到、但如果我可以从德州仪器找到它会很好)是的这是原型电路，我仍在使用跳线使电路工作的试验电路板上。 我的实验需要80SPS、因为对于3通道扫描、应变仪在10SPS 时的速度有点快、因此在扫描3通道时、10SPS 时的有效数据速率为每通道3.3SPS。 现在请忽略 CSV 文件、因为我进行了大量手工实验来检查噪声、因此我丢失了有关此 csv 文件和应变仪的信息。 如需更多信息、我要附加新的 CSV 文件、其中我将 AINP1 AINN2的输入短接至1k 分压器、因为这是电桥配置。

由于我使用的是差分输入 ADC、每个输入是否都需要抗混叠滤波器？ 我正在尝试尽量减少用于使该电路正常工作的组件(因为每个混叠滤波器都需要一个运算放大器)"

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谢谢、此致、

Gerald

您好 Gerald、

需要在电容器上使用100nF 电容器。  数据表中的以下详细信息显示了该电容器的优势。

请注意、该电容有2种优势。  首先是转角频率为720Hz 的抗混叠滤波器、其次是滤除 PGA 斩波级的噪声。  如果未安装此电容器、这很可能是噪声太大的原因。

让客户在电容引脚上安装100nF 电容器、然后重新测试。  希望这将充分降低噪声、并允许更直接地连接到 ADC、而无需在输入端添加额外的滤波器组件。  如果需要额外的滤波、则连接到电桥的每个 ADC 输入都需要滤波器。

此致、

Bob B

尊敬的 Bob：

客户表示一天会试一下、现在再问一个问题、就是这样应该如何从 ADC 代码中得出电压值

PGA 设置128
VREF 3300mV
FSR = VREF/PGA 设置
LSB = FSR/2^23
测量电压= LSB*ADC 输出代码


这是正确的公式吗？ 因为当他使用该值进行计算时、当 ADC 达到其正满量程值(8388607)时。 他得到的值为25.7813mV、当他在上面的公式中将 PGA 值设置为1时、他得到的值是3300mV 的正确值。 你能告诉我 他在哪里犯了错误吗？ 谢谢你。

此致、

Gerald