[参考译文] ADS1262：TI REF3012与 TI INA125对比：谁是我的 ADS1262的最佳选择

您好、Mario、

噪声和漂移将是您的最大问题。 使测量比例式测量可为您提供最佳性能。 我假设您选择了 ADS1262、因为它具有32位分辨率。 由于噪声、您甚至不可能接近24位无噪声位、尤其是在尝试添加外部放大器或使用低性能基准的情况下。

我建议您以多种方式查看 ADS1235、它与 ADS1262类似、但专用于桥接应用。 请参阅第63页的数据表、了解典型应用和您可以期望的性能。

如果 ADS1235不满足您的要求、请返回使用您实现目标所需的特定要求。

此致、
Bob B

您好、Mario、

如果在增益为100V/V 的 ADC 前面使用 INA、则将 INA 噪声添加到信号中、并将该噪声增加100。 请注意、输入信号和 INA 噪声都将以相同的量增益；因此、信噪比(或分辨率)已经仅受放大器选择的限制、而不受 ADC 的限制。

注意：使用增益的好处仅在于您的电路中有多个有源级、并且第一级比系统中的第二个有源级具有更低的噪声(和更高的增益)。 在这种情况下、您可以提高第一级的信号和噪声、同时保持第二级的噪声恒定。 最终的效果是信号的放大程度高于总体噪声。 然而、一旦增益增加到导致第一级放大噪声超过(非放大)第二级噪声的程度、信噪比就不再显示任何显著的改进。 下面是一个数字示例、请注意、在增益为32V/V 的情况下、SNR 不再随增益而增加。

以下是您可以参考的 Excel 文件、以查看计算： SNR-Example.xlsx

ADS1262的内部放大器是一款噪声极低的放大器、噪声频谱密度约为7nVrms / sqrt[Hz]。 将其与 INA125的38nVrms / sqrt [Hz]噪声频谱密度进行比较。 尽管您只能实现32V/V 的增益、但使用 ADS1262仍能获得更高的分辨率。 此外、通过移除 INA125、您还可以节省成本、减小 PCB 面积并提高精度(降低系统失调电压和增益误差)。

 

您好、Mario、

很抱歉耽误你的回答。

正确的做法是、不利用 ADC 的完整输入范围会降低 ENOB；但是、请记住、ENOB 是"动态范围"的度量单位(计算方法为满量程输入电压与输入参考噪声之比)。  另一方面、"分辨率"受输入参考噪声的限制、信号的增大会提高 ADC 的输入范围利用率、但不一定会改善系统的输入参考噪声。

 

以下是我对使用 ADS1262本身可以实现的性能(加上后处理平均后的性能)的计算：

源文件： ADS1262-Load-Cell-Resolution.xlsx

 

使用 INA125 + ADS1262进行这些相同的计算要复杂得多、但需要注意一些事项...
 

• INA125噪声远高于 ADS1262 PGA 噪声、因此即使增益更高、输入参考噪声也会高得多、分辨率也会更差。 您只需将10mV 的输入电压与整个系统的输入参考噪声进行比较、以查看您可以实现哪种分辨率(这对于集成 ADC + PGA 时的计算来说还不错、 使用多个 IC 时、涉及的数学运算要多得多)。
   
• 与 ADS1262一样、INA125噪声不是平坦的。 相反、INA125具有显著的1/f 贡献(也会被 INA 增益放大)。 1/f 噪声不是高斯噪声、因此使用这种噪声对100个样本求平均值不会导致我上面显示的噪声降低10倍。 我要指出的另一个原因是、除非您能找到噪声更低且无1/f 噪声的器件、否则不鼓励使用外部放大器电路！ 在我搜索此类器件时、OPA388最接近此类器件、但它不是直接驱动 ADC 输入的最佳运算放大器、因此您仍需要启用 ADS1262的内部缓冲器、这会增加噪声。
   
  
  
• 在回答上面的问题1时...当您增加 ADC 的输入电压时、"VIN/VREF"的比率会增加。 因此、系统将对基准噪声更敏感(说明：当 VIN 接近0时、VIN/VREF 的比率不会随着 VREF 波动而显著变化。 请参阅 电压基准噪声对 Δ-Σ ADC 分辨率的影响)。 这意味着您将在测量中看到更多的基准电压噪声、这将降低您希望通过放大信号获得的某些分辨率。
   
  
  
• 在回答问题2时...
  
  降低基准电压以增大 ADC 的输入范围(提高利用率)仅在 ADC 的行为类似于理想的12位或16位无噪声 ADC (确实存在此类器件)时有效。 在这些情况下、降低基准电压会减小 ADC 的 LSB 大小并提高分辨率(但代价是输入范围更小、因此 ENOB 保持恒定)。
  
  但是、在24位分辨率下、您将找不到具有24位无噪声性能的理想 ADC；所有24位 ADC 都受热噪声(而不是量化噪声)的限制。 在这种情况下、当您降低基准电压时、您将看到热噪声振幅保持不变； LSB 大小(即量化噪声)将变小、但闪烁的 ADC 代码数量将在响应中增加(以便您测量相同的热噪声振幅)。 这会导致更小的输入范围和不受影响的噪声振幅、这意味着 ENOB (输入范围与噪声之比)将更小。
   
  
  
• 关于问题3... 如果您确实需要更高的增益、请查看 Bob 推荐的 ADS1235以及 ADS1261。 这两款器件的增益都高达128V/V、在这些较高的增益下、分辨率会略有提高。
  
  在 ADS1262的情况下、分辨率不会随着增益的增加而提高、因此不需要提供这些增益。
   

希望这些信息对您有所帮助！