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[参考译文] ADS1232:突然的电平位移正在困扰着我们

Guru**** 1782690 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1232
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/1175284/ads1232-sudden-level-shifts-are-plaguing-us

器件型号:ADS1232

自~2010年以来、我们一直在高分辨率称重传感器应用中使用 ADS1232。 最近、我们发生了越来越多的突然、无法解释的电平位移、从而破坏了长期的记录。 为了向您展示我们所处理的内容、以下是一个很好的记录(持续时间约为80小时):

A good load cell recording

预期偶尔会发生中断、这是由我们需要量化的负载单元相互作用引起的。 您可以看到、在交互之间、称重传感器信号良好且恒定。 记录的80小时内缓慢下降正是我们所期望的。

相比之下、这是坏的记录:

A bad recording

如您所见、迹线显示随机出现的突然电平位移、升压或降压、且具有不同的振幅。 这使得无法量化相互作用、因为它们是在一个非常可变的信号上。

起初、我们认为我们遇到了时钟问题、因为这些更改类似于步进、可能是由于数据偏移错误导致的。 但是、时钟和数据线很短(几厘米)、看起来很干净(使用数字"扫描仪和 Saleae 逻辑分析仪进行范围界定)。 我们在2个不同的微控制器(A PIC 和 ESP32)上遇到了这个问题。 当然、我们正确初始化 ADS1232、包括初始偏移校准。

这使我们变得疯狂(或者至少比我们开始时更少的桑)。 您是否有可能对我们有所帮助的建议?

提前感谢!

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    通过 Saleae 逻辑分析仪测量时、时钟和数据信号看起来非常好。 在时钟信号高相位的下降沿之前对数据进行采样。

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    John 和 C Kelley、您好!

    我很高兴能够提供一些指导和帮助、但与您熟悉您的系统不同、 我不知道您在做什么、也不知道正在执行哪些测试。

    我以图形方式看到了您描述的内容、但遗憾的是、我不理解实际的变化、因为存在许多代码。  "良好"图显示了许多比例线、为6、而"不良"图显示了3条线。  为了让我更好地了解所发生的情况、最好查看 ADC 结果代码中的数据集、而不是图形。  原理图也很有用。

    如果图形的周期超过80小时、则测量的频率是多少?  您是否在两次读取之间关闭 ADS1232电源?  您能否更详细地解释测试是如何进行的?

    此致、

    Bob B

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    我们的应用是一种测载单元、可测量一段时间内的质量损失(以克为单位、实际为毫克)。 24位分辨率允许我们测量低至毫克。 如第二个图所示的突然电平位移使这种情况变得不可能发生。

    来自 ADC 的读数是在10Hz 时通过无限脉冲响应滤波器测得的。 上图显示了以1Hz 频率收集的数据。
    我们不会随时对 ADS1232执行任何断电。 我们最近尝试减少不良数据涉及执行偏移校准、但这些结果尚未实现。  

    尖峰表示与负载单元的交互。 平面区域是指与负载单元没有交互的时间。 每次交互后、我们都希望质量返回到其所在位置或更低位置(从料斗中移除质量)、如第一个图所示。  

    第二张图表示质量并不总是在相互作用之前返回值、在许多情况下、质量明显更高。 虽然我们期望质量在与负载单元交互后会更低、但在没有大变化的情况下、有时趋势是上升(增加质量)而不是下降(损失质量)。 在其他情况下、我们看到交互后这些"陷波"要低得多(而不是高)、然后在记录中稍后的其他一些交互之后、这些间隔会发生变化、如第二幅图所示。

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    尊敬的 Bob:

    感谢你的答复。 在回答您的距离问题时、图1平均值为269.5g、范围为90.1g。 在60秒内、无负荷电池相互作用的"静默"周期中的质量标准偏差小于2mg。 这是我们需要的性能、因为与负载单元交互的影响可能很小。 另一方面、图2的平均值大致相同、但显示了高达~50-60g 的波动、导致数据无法分析。 我们将对质量数据进行解变换、并获取原始 ADS1232 ADC 代码(近似值)、但 IIR 滤波器会使这变得复杂。

    一个有趣的线索:在一个记录中、质量突然从~+300g 切换到~-300g ("突然"是指在< 1秒内)、这表明 MSB (符号位)被错误读取、并且在其余记录中仍然被错误读取。 这使我们怀疑读取 ADC 输出时出现问题。 但是、即使我们尝试了两个运行不同固件的微控制器、问题仍然存在。 下面是该记录的一部分、其中显示了阶跃变化(Y 轴以 g 为单位、X 轴以小时为单位):

    我们通过轮询并等待数据线变为低电平、指示 EOC、然后移出数据来操作 ADC。 在最坏的情况下、数据线路变为低电平与计时数据之间的间隔不应超过~1msec。

    如果您认为电路图可能有用、并且我们可以直接通过电子邮件将其发送给您、而不是在此处发布、我们可以向您发送电路图。

    John

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    尊敬的 John:

    那么、我很清楚、这种现象来自旧设计吗?  还是更新的设计?  从之前的设计到现在测试的设计是否有任何变化(例如、新的 PCB 制造厂构建、不同的焊料/焊料、不同批次的 ADS1232器件等)?  

    此外、如果您有显示移位发生位置的图、我可以分析您的数据系列的 Saleae 图。  只需将数据(.logicdata)文件附加到线程中即可。

    此致、

    Bob B