[参考译文] ADS1235：仅使用 AIN2和 AIN3进行交流激励-调节基准电压

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Other Parts Discussed in Thread: ADS1235, DRV8837, OPA2210, UCC27524, ADS1235EVM, ADS1261

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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/935228/ads1235-using-only-ain2-and-ain3-for-ac-excitation---scaling-the-ref-voltage

器件型号：ADS1235
主题中讨论的其他器件： DRV8837、 OPA2210、 UCC27524、 ADS1261

您好！

我们正在考虑将 ADS1235用作新的标准 IC 来进行称重传感器测量。

我有关于交流激励和基准电压的一些问题。有一个专用的基准输入对、并且可以将 AIn0和 AIn1用于基准输入。专用基准输入引脚将用于激励电压(5V)。对于低信号负载传感器(~1mV/V)和低 SPS、该基准可能过高、无法获得完整(无噪声)分辨率。因此、我们希望在 AIn0/AIn1处使用一个减少的电桥电压作为基准电压(5V -> 1V、通过电阻分压器)、并在必要时对其进行多路复用。

在数据表(随附)的图84中、显示了典型连接。我会复制该 AIn0/AIn1滤波器、但我不确定电阻分压器的放置位置。使用位置1还是位置2更好？我也不太确定连接两个基准输入的100kOhm 电阻器。我想、如果未连接电桥、它适用于输入电流。我也不太确定这些值。我需要400-200-400欧姆还是可以使用更高的值？
是否可以使用"4线制模式(CHOP[1：0]= 11)"并通过 GPIO_DIR 和 GPIO_CON 寄存器仅连接 AIN2和 AIN3上的 ACX1和 ACX2信号？然后、我将使用 DRV8837等电机驱动器来反转电桥上的电压。
我想我从图82中得到的信息是、当 ACX1为高电平(和 ACX2为低电平)时、基准电压预计为非反向电压(REFP 上的电压高于 REFN)、反之亦然(在交流激励模式下)。这是正确的、还是自动选择正确的极性？
为了节省电流、我想禁用电桥的电流消耗。为此、我将禁用交流模式并将两个引脚驱动为低电平、从而使电机驱动器的输出保持浮动。由于基准输入随后连接到浮动输入、这是否有任何问题(除了我无法测量之外)？

因此，可取的联系是：

REFP0 ->桥式驱动器的正输出

REFN0 ->桥式驱动器的负输出

AIn0 -> AS REFP1 ->分压桥式驱动器的正输出

AIn1 -> AS REF3n1 ->分压桥式驱动器的负输出

AIN2 ->作为 GPIO -> ACX1

AIN3 ->作为 GPIO -> ACX2

AIN4 ->作为模拟输入-> INP

AIN5 ->作为模拟输入-> INN

Gerald、提前感谢

3 年多前

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1133870 points

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与在 AIn0和 AIn1上使用更低的基准电压不同、我还可以想象使用通道作为放大信号的输入。我会将两个放大器(例如 OPA2210)配置为增益为8的三安培仪表放大器的增益级。然后、我可以将来自电桥的小信号放大4 (将 ADS1235的 PGA 设置为 x64)或8。

您是否建议遵循此路径？当我更改输入级时、很难估算"实际"对噪声的影响、因为 ADS1235具有许多降低噪声的功能。

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1133870 points

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您好 Gerald、

欢迎来到 E2E 论坛！您提出了很多问题、但我对您尝试做什么有一些总体顾虑。您正在尝试降低噪声和偏移误差、但同时也会增加误差。例如、如果添加外部放大器、测量值不再是真正的比例式、而是增加了放大器的潜在增益误差、并且还在 ADC 之前获得了任何外部噪声。虽然有一些潜在的好处，但可能还有一些其他因素会造成损害。

此外、如果您使用电阻分压器电路、则会受到电阻器组件的误差和漂移的影响。如果您使值较大、则电阻器的热噪声将添加到测量中。在交流激励模式下运行时、基准输入滤波器的充电和放电也可能存在稳定时间问题。

您所描述的是2线交流激励模式。该方法通过驱动程序 UCC27524与 ADS1235EVM 一起使用。该驱动器在开关时具有更小的传播延迟、并已通过测试、可正常工作。 DRV8837也应该工作、但是传播延迟可能会影响结果。

如果您的电桥敏感度为1mV/V、您希望实现哪种无噪声刻度计数(相对于满量程称重传感器输出的刻度分辨率)？您希望使用交流激励实现什么目标？

此致、

Bob B

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1133870 points

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Bob、您好、感谢您的回答。

[引用用户="Bob Benjamin "]

虽然有一些潜在的好处，但可能还有一些其他因素会造成损害。

[/报价]

这就是我在这里提出要求的原因。我可以计算分立式组件的大多数影响、但将高级模拟 IC 与分立式组件混合并不是我的日常工作。

[引用用户="Bob Benjamin "]

您所描述的是2线交流激励模式。该方法通过驱动程序 UCC27524与 ADS1235EVM 一起使用。

[/报价]

我在 ADS1235EVM 的文档中找到了一个侧注、该侧注准确描述了请求的模式"备选2线交流激励模式：使用分别连接到 INA/INB 的 ACX1/ACX2来控制 UCC27524DR (双路同相)驱动器。将 ADS1261设置为4线制 ACX 模式、但仅启用 ACX1/ACX2 GPIO。'

[引用用户="Bob Benjamin "]

如果您的电桥敏感度为1mV/V、您希望实现哪种无噪声刻度计数(相对于满量程称重传感器输出的刻度分辨率)？您希望使用交流激励实现什么目标？

[/报价]

到目前为止、我们使用的是分立式放大器和不带 PGA 的"正常" ADC (如附件所示)、分辨率约为15-16位@10Hz。由于某些组件现在已停产、我正在寻找一种改进方法。我确信仅 ADS1235解决方案更好、但我仍对改进感兴趣。如果我能够以放大器的成本将噪声提高1位、则值得考虑。但我在线路之间读出、您只需在没有任何修改的情况下坚持使用 ADS1235即可。是这样吗？

交流激励也是其中一项改进。它€几个 MOSFET/一个驱动器 IC (<1 μ A)、但擦除不同(取决于温度)的偏移。

0 admin 3 年多前

TI__Guru**** 1133870 points

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您好 Gerald、

毫无疑问、您可以使用外部放大器对电路进行微调、从而更大限度地扩大动态范围。很难说外部放大器的优势是否会克服总噪声。单独使用 ADS1235的好处是激励和基准将导致源的输出信号噪声/漂移在测量中抵消。您所示的电路中将存在源漂移消除、但通过放大器级的噪声将添加到信号中、以及任何也可能被放大的外部噪声。

仅使用 PGA 级的第二个好处是输入参考噪声实际上会随着增益的增加而降低。由于增益是数字增益、因此在最高增益(128)时存在一定的限制、因此低噪声影响甚至会消除。使用内部 PGA 而不是使用外部增益确实会带来好处。使用组合是否有意义？当然、您还必须考虑输出数据的时序以及与交流激励相关的任何趋稳。当您更改激励信号时、整个信号链也将发生变化。稳定时间可能很长、需要加以考虑。

至于您最初对基准分压器的想法、这也会有模拟稳定行为、并且会由于基准电路的漂移而产生额外的误差。

最后，我很难说出哪种方法可能是最佳的。您将尝试解析非常低的信号电平、噪声会极大地影响结果。由于仅使用转换器且增益为128且采用 SINc4滤波器、因此10sps 无噪声位为20.8。在156mV 至5mV 的范围内、无噪声量程计数优于200k (17.8位)。仅使用此方法还将简化交流激励。

但是、如果您尝试额外的外部放大或基准变化、您可能会提高分辨率、但您将需要处理其他因素、并且交流激励会使问题复杂化、正如我已经说过的那样。

我建议您获取 ADS1235EVM 并尝试使用您的负载单元、然后将结果与仅使用 ADS1235进行比较。然后、您可以配置交流激励。如果您想与原始电路进行比较、可以获取电流分立式方法的输出并连接到 ADS1235输入。

此致、

Bob B

数据转换器（参考译文帖）

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[参考译文] ADS1235：仅使用 AIN2和 AIN3进行交流激励-调节基准电压