[参考译文] ADS124S08：模拟输入范围。

您好、Namitha、

我不能完全确定您对"硬件"的要求。  您是指 ADS124S08内的硬件设置吗？  或者、您是否询问与输入滤波、连接传感器等相关的组件相关的硬件？

ADS124S08具有相对于模拟电源电压的绝对输入范围、传感器输入必须处于电源电压范围内。  可测量的输入范围或满量程范围专门与基准电压的值和施加的任何 PGA 增益(+/- VREF/GPGA)相关。  如果启用 PGA 并使用大于1的增益、则可以进一步限制输入范围。   

基准选择和 PGA 增益选择是 ADS124S08内的硬件配置示例。  外部提供的基准和模拟滤波器与 ADS124S08之外的硬件相关。  因此有可配置的选项、但唯一的具体要求是输入电压处于上述范围内。

我建议查看如何配置数据表中的示例应用电路、以便您了解需要执行的操作。

此致、

Bob B

您好、Namitha、

您表示您将使用外部5V 基准。  我假设这也意味着您将使用5V 单极模拟电源(AVDD = 5V 且 AVSS = AGND)、满量程范围将为+/- 5V/PGA 增益。  如果您需要测量输出为0至5V 的传感器、则需要将 ADC 上的 AINP 输入设置为传感器输出、并将 AINN 设置为 AGND (传感器 GND 也需要连接至 AGND)。  这将允许测量满量程范围的1/2 (正半部分)。  LSB 值将为596nV、但转换噪声会将整体分辨率降低至最佳情况、具体取决于所需的数据速率和 PGA 设置。  但是、通常情况下、即使存在噪声、也应该能够测量10mV、而不会出现任何问题。

但是、PGA 无法一直驱动到电源轨、因此如果测量值为0至5V、则无法启用 PGA、也无法将增益提高到1以上。  因此、必须禁用并旁路 PGA、以便测量电源轨的输入电压。 此测量称为单端(以公共点(GND)为基准的测量)。

如果传感器的输出是差分的、例如来自惠斯通电桥的输出、则可以启用 PGA 并使用增益。  增益在0x03的配置寄存器(增益寄存器)中进行调整。  有关详细信息、请参阅数据表。

此致、

Bob B

您好、Namitha、

一段时间以来、TI 一直在许多低速数据速率 Δ-Σ ADC 中交替使用 ENOB 和有效分辨率。  ENOB 更好地表示交流输入信号、其中注入信号且结果与 SINAD 相关。  但是、ADS124S08等 ADC 适用于直流或直流附近移动速度非常慢的信号。  这些器件不会输入信号、而是通过短接输入和确定噪声来测量、从而提供最佳的 ADC 分辨率。  该测量值决定了有效分辨率。  有效分辨率的计算如 ADS124S08数据表的公式1所示、见第24页。

表2、4、6和8给出了每个表顶部给定操作的有效分辨率位数。  但是、您可能真的想知道无噪声分辨率(稳定计数)、而不是有效分辨率(RMS 值)。  此外、根据所使用的基准电压、分辨率可能会有所不同。  我更喜欢使用噪声电压、尤其是峰峰值噪声、并通过反向计算来确定我的实际测量分辨率。

根据测量是单端测量(以接地为基准)还是使用单极模拟电源(AVDD = 5V 且 AVDD = AGND)、电位分辨率会有很大差异。  我在前面的帖子中讨论了这一点。  在这种情况下、增益将限制为1。  数据速率越低、噪声就越低、如噪声表中所示。  在20sps 且增益为1的情况下、使用低延迟滤波器(表3)、您可以看到 P2P 噪声为8uV。  即使转换器分辨率为596nV、8uV 的噪声也是限制因素。 8uV 是您的实际分辨率大小、允许在最大10mV 信号范围内进行1250 (10mV/8uV)可测量计数。

如果您可以应用输入信号、同时还可以应用高达128的增益、则可以显著提高分辨率。  在20sps、128增益、低延迟滤波器和5V 基准电压下、P2P 噪声降至510nV (表3)。  ADC 分辨率变为4.65nV、但由于噪声、实际测量分辨率为510nV。  可测量计数也提高到19608 (10mV/510nV)、因此您可以看到增益可以极大地提高可测量分辨率。

请注意、我从未使用 ENOB 或有效分辨率、因为该数字仅适用于2.5V 基准。  相反、我使用了最坏情况下的噪声数值来获得稳定的测量值。  不过、这不包括任何外部噪声或源噪声的影响、而是仅包括 ADC。

此致、

Bob B