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[参考译文] ADS1220:用于高速冷端补偿的 ADS1220配置延迟

Guru**** 2551110 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1220

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/914259/ads1220-ads1220-configuration-delay-for-high-speed-cold-junction-compensation

器件型号:ADS1220

我将 ADS1220用作高速 E 型热电偶放大器、以在运行于连续转换模式下的-20-40 C 温度范围内、每秒收集10个样本(SPS)的温度读数。  我实施了数据表图74中介绍的参考设计。 虽然有多种选项可用于读取冷端、但我更喜欢使用 ADS1220的内置温度传感器(TS)来简化设计。 IC 的中心位于冷端的0.5英寸范围内、并且远离其他发热源、因此这种 冷端补偿(CJC)方法的精度可能足够了。 在我寻找高速温度信号的相对变化时、我想为每个热电偶测量进行一次 CJC 测量。 当我减去间歇性 CJ 读数时,时间序列中会出现不可避免的步骤,这可能会对分析产生负面影响。 在高速读取热电偶和 CJ 读数时、我注意 到在更改 TS 模式和有新的读数值可用之间需要大约50毫秒的延迟周期。 50毫秒的延迟周期不允许具有足够通信开销的10个冷端和热电偶 SPS 采样率。

问题:

配置寄存器1更改50毫秒后的延迟时间是否预计?

更改 TS 模式后的最小延迟是否在数据表中指定?

这个延迟周期是否与 配置寄存器1或其他配置寄存器的任何更改相似并适用?

下面列出了设计详细信息和原理图。

设计详细信息

 ADS1220使用 ESP32上的专用硬件 SPI 端口进行连接。 SPI 速度默认为1MHz。 我在  DRDY 引脚上使用硬件中断(下降)来监视数据转换。

读取热电偶时、芯片配置如下:
  • 45SPS
  • 32倍增益
  • 热电偶类型:E
  • 温度测量范围:-20至40C
  • 更新速率:>=10个读数/秒
  • 电源电压:3.3V
  • 基准电压:内部2.048V 基准
  • AINp = AIN2、AINn = AIN3
  • IDAC2禁用
  • IDAC1被启用并被设定为50uA 并且被连接至 AIN2
  • 不应用50或60Hz 抑制滤波器
  • 温度传感器禁用
  • 我们的电流源已关闭
读取 ADS1220温度传感器时、通过将 TS 位置1来启用 TS 模式。




原理图:

伪代码:
设置{
初始化 SPI 总线  
复位 ADS1220传感器
执行偏移零读数
将传感器设置为连续转换模式
循环{
将芯片配置为 TS 模式
收集 CJ 读数
针对热电偶模式配置芯片(AN2和 AN3之间的差分)
测量热电偶电压
将冷端温度转换为电压
将冷端电压添加到测得的热电偶电压
使用 NIST 查找表将热电偶电压转换为温度
存储热电偶温度
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    尊敬的 John:

    欢迎来到 E2E 论坛! 您如何确定转换完成的时间?  您从器件读取数据并设置下一次测量的速度有多快?

    ADS1220是一款单周期设置器件、但从一次转换结束后读取数据、然后将寄存器设置更改为下一次测量所需的任何时间都将延长该时间。  如果您使用的是45sps、转换周期大约为22.2ms。  当 DRDY 从高电平转换为低电平时、可从 ADS1220读取新的转换结果。  DRDY 从高电平转换为低电平后、应尽快尝试读取转换结果。  任何延迟都将添加到下一个测量中。  如果您读取结果需要320us、然后再写入另一个320us、那么一旦对寄存器进行写入、转换将在该点重新开始。  因此、如果在转换完成后无法立即读取结果、则可能会有明显的延迟。

    根据您所说的时间长度、我认为您可能缺少转换结果。  如果您轮询 DRDY 引脚、则很容易发生这种情况。  捕捉每个转换结果的最佳方法是使用一个中断驱动系统、此系统在 DRDY 引脚上寻找一个高电平到低电平转换。

    由于 SPI 通信可以在全双工模式下使用、我建议您在读取数据的同时进行配置写入。  ADS1220数据表第38页的图66显示了这一过程的示例。

    对于故障排除、我建议您连接示波器或逻辑分析仪并监控 DRDY 和通信、以确保您捕获所有转换数据并监控事件环路的时序。

    此致、

    Bob B

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    尊敬的 Bob:

    感谢您的热烈欢迎和周到细致的回应。
    我正在使用一个硬件中断集来监控!DRDY 引脚上的下降情况,并且计划在发生这种情况时立即读取结果。 为了测试中断监控方法、我在连续模式下运行器件、在不同的采样率和中断触发之间的测量时间下没有单独的配置写入。 测得的中断间的时间与采样率相当(例如、我测得的延迟为~22ms (对于45SPS)、~6ms (对于175SPS)、~1ms (对于1000SPS)等)。 但是、一旦我更新配置寄存器、使其在温度感应模式和 A/D 模式之间来回切换、我就会遇到50毫秒的延迟、然后才会从器件中观察到合理的读数("-1"除外)。 如果延迟不在芯片中、那么我必须再次查看例程以了解我是如何丢失周期的...我将在示波器上观察 DRDY 引脚、以查找缺少的转换结果、正如您所建议的那样。 我还将研究在读取时编写配置、因为这似乎是此应用最直接实现的。 再次感谢,还有更多要关注的

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    尊敬的 Bob:

    经过进一步调查、我确定我没有错过扫描、而是在软件中犯了一个错误-啊! 简单地说、在打开和关闭循环温度感应模式时 、我错误地将采样模式设置回20SPS、导致两次扫描之间的延迟为50ms。 更正错误后、器件将按需要运行。

    谢谢、John