[参考译文] ADS124S08：了解数字滤波器的底部、有效数据速率和噪声性能

您好 Darren、

请参阅下面的我的回答。

此致、

Bob B

[引用 user="Darren (FAE)"]

器件型号： ADS124S08

我需要检查我对客户的理解程度：

从表11中、假设 DR[3：0]寄存器设置设置为获得64的过采样率(内部 fclk = 4.096MHz 时的标称值为4000SPS)

选择 LL1滤波器
根据 ADC START/SYNC 命令、存在可编程延迟(默认为14 * Tmod = 55µs μ s)、以使输入滤波器稳定。
然后、调制器开始采样、并在一小段开销后使用 DRDY 引脚指示数据就绪。 这将取406µs μ s (表13)
总而言之、从转换信号开始到 DRDY 指示、这是461µs μ A。

在单次模式和通道间切换的情况下、我们假设一个完美的500µs μ s 来"启动、获取和保存"转换结果。
这会导致每秒2000个输出代码的有效数据速率？ [BOB]是的、没错。

选择 SINC3滤波器
可编程延迟与 LL1滤波器(55us)的延迟相同
表15说明了采样(滤波器稳定的3个转换周期+开销)花费906µs……(转换1和2完成后没有开销)

使用单冲模式和通道间切换、我们假设转换 结果"开始、获取和保存"为1000uS。
这会导致每秒1000个输出代码的有效数据速率？ [BOB]是的、没错。

在较慢的 DR[3：0]设置下、这一点要明显得多...例如、使用 L1滤波器的100SPS 设置可能每秒提供97个输出代码、而在通道间切换时、SINC3滤波器在单次模式下将接近每秒33个输出代码。 是吗？ [BOB]、在较低的数据速率下、我不会说更突出。  请记住、您的初始数据速率为4ksps。  对于 LL 滤波器、4ksps 时的周期为250us、但有效第一个数据需要两倍的时间(500us)。  对于4ksps 的 SINc3滤波器、它需要大约4倍的250us。  在100sps 时、LL 滤波器的时间与数据速率完全相同、而 SINc3滤波器的长度大约是单次转换长度的3倍。  因此、实际上情况正好相反。  为什么？  因为延迟时间和延迟时间与较慢的数据速率相比、更接近于实际的转换时间。

因此、LL1滤波器适合单次模式测量、您可以在通道之间切换。

下一个问题：SINC3与 LL1 @ 4000SPS DR[3：0]之间的性能差异是什么？
表1和表3显示了给定这些不同滤波器的噪声(Vrms 和 Vpp)。 (全局斩波=禁用、外部基准电压将约为1.25V)

DR = 4000SPS；PGA = 1：
LL1滤波器具有103uVrms 噪声、而 SINC3滤波器具有15uVrms 噪声。 假设：
- IDAC1 = IDAC2 = 500uA
-Rref = 1150Ω Ω
然后 Vref = 1.15V、FSR = 2.3V、
因此、1LSB = FSR / 2^24 = 0.137uV。 [BOB]为什么不使用增益8？ 如噪声表中所示、输入噪声随增益而降低。  这会将 LSB 降至17.1nV。

4.这两个滤波器之间的性能(假设没有外部噪声拾取、只有 ADC 噪声)是否为：
LL1滤波器：103uV / 0.137uV = 752个有噪声的数字(也称为：如果输出应该是代码10、000、则结果可能实际上是9、624～10、376 (±376个有噪声的数字)
SINC3滤波器：15uV / 0.137uV = 110个有噪声的数字(又名：如果输出应该是代码10、000、则结果实际上可能是9、945～10、055 (±55个有噪声的数字)

 总之、如果"有效输出数据速率"(开始、获取、保存)在系统要求范围内、SINC3滤波器是温度测量的更好选择。 [BOB]这些是有效分辨率的数字。  这些数字在应用增益时会有所改善。  因此、Sinc3滤波器响应将始终是 LL 滤波器的改进。 请按如下所示对答案进行比较。

重大问题：
例如：如果要求在 300ms 内通过2个 ADS124S08 (每个 ADS124S08两个 RTD)测量4个 RTD、则需要比70ms 更快的"有效数据速率"(包括一些用于在 ADS124S08 器件之间切换的缓冲器)...
SINC3滤波器、您将需要以高于100SPS 的速率运行(30.3ms +一些缓冲器)
LL1 滤波器、您可以以50SPS 的速率运行(20.2ms +一些缓冲器)
低噪声测量的目标是使用您可以使用的更高过采样率、同时在给定您正在使用的滤波器和设置的情况下仍满足您的目标"有效输出数据速率"。 [Bob]从概念上讲、您的总时间必须包括多路复用器变化之后的趋稳时间和转换测量中的延迟(通过 LL 滤波器或 sinc3滤波器)。  但是、您的思维在时间上是线性的。  如果两个 ADS124S08同时转换、请考虑时序改进。  与进行转换所需的毫秒数相比、读取转换数据和更改多路复用器设置只需几微秒。

我目前做得怎么样？ 希望我能有这个问题的要点来讨论他们的选择。

此致、

Darren  

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