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[参考译文] ADS1248：基准电压

admin
Guru**** 2442090 points
Other Parts Discussed in Thread: INA333, ADS1248, ADS1220, ADS124S06, ADS124S08

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/716807/ads1248-reference-voltage

器件型号：ADS1248
主题中讨论的其他器件：INA333、 ADS1220、 ADS124S06、 ADS124S08

我计划使用 ADS1248进行应变测量。 原理图如下所示。 我可以使用5V 直流电压作为基准电压吗？ INA333 OUT 将为2.5 +-2V，因此我的 ADC 输入 ANI0将从0.5摆动到4.5V。

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    ADS1248在最大基准电压方面受到特别限制。 如果您查看数据表第8页的"建议运行条件"表、则电压基准输入限制为(AVDD-AVSS)-1V。 使用5V 电源时、这意味着基准电压限制为4V。

    如果需要运行电桥测量、则应使用比电源低1V 的源/基准进行测量。 或者、您也可以使用 ADS1220或 ADS124S06。 这两个其他器件没有相同的基准限制。


    吴约瑟

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    谢谢约瑟夫。 是否有任何具有高基准输入能力(5V)的8通道 ADC？ 实际上、如果可能、我需要使用单个 ADC 测量6个应变仪电桥输出。

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    我还没有意识到您需要测量如此多的通道。 在这种情况下、应使用 ADS124S08。 该器件具有12个模拟输入和一个公共输入。 基准输入电压扩展到电源轨、因此最大基准电压为 AVDD-AVSS。

    通读数据表以了解详情、但 ADS124S08应适合您。 完成原理图后、我们很乐意为您进行审阅。


    吴约瑟

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    感谢 Joseph 的快速回答。 我已使用 ADS124S08修改原理图、如下所示。 请查看它以了解任何更正或改进。 我不确定、如果我使用 REFP0和 REFN0作为参考、我是否仍需要在 REFOUT 提供5V 电压？

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    我认为最好完全移除 INA333并仅使用 ADS124S08上的 PGA。 问题是 INA333的噪声仍然相当高。 INA333在0.1Hz 至10Hz 范围内的噪声相对于输入大约为1uV 峰值。 增益为1000时、这意味着 ADC 引脚上的噪声将为1mVpp。 相比之下、ADS124S08 PGA 的噪声将显著降低。 您可以查看数据表中的噪声表(表1-8)以了解近似度量。 尽管增益较小(最大128V/V)、但由于噪声性能更好、分辨率仍会更好。

    如果测量6个电桥、则应使用来自 ADS124S08 12个模拟输入的6个差分输入通道。 同样、我认为这是适合您的应用的正确器件。

    我要注意的是、REFOUT 是内部电压基准的输出。 您不会将其绑定到另一个电压。 如果使用内部基准电压(用于测量或 IDAC 电流)、则只需在此引脚上连接一个电容即可。


    吴约瑟
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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Joesph、

    尽管我已将应变计电桥的最大输出设置为2.5mV、但大多数时间都小于1mV。 最高负载时为2.5mV、但在大多数情况下、我需要测量最高负载的一半。 因此、最好放置一个放大率高于128V/V 的放大器

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    INA333的噪声仍然是一个问题。 但是、您从 ADS124S08 PGA 中看到的噪声将取决于您选择的操作。 我将举一个示例、其中包含一些数字以帮助解释。

    您的输入范围为±2.5mV、这将是范围的满量程总计5mV。 如果您使用 INA333、则 PGA 输入端的噪声就像1uV 一样。 这会将分辨率降低到大约5000个计数(其中 ADC 将能够读取5mV/1uV、或在5000无噪声的情况下读取大约1个部件)。

    从 ADC 的侧面看、以2.5V 基准为例。 如果输入电压为±2.5mV、INA333的增益为1000、则输入范围为±2.5V。 在这里、您使用整个满量程输入范围、使用所有2^24位来表示输入代码。 然而、INA333在输入端产生1uV 的噪声、所以 ADC 看到1mV 的峰峰值噪声。 1mV 的不确定性变为(1mV/5V)*2^24代码或3355代码噪声。 在2^24个代码中、噪声为5000个部分中的1个。

    相比之下、ADS124S08的板载 PGA 的噪声会显著降低、具体取决于运行模式。 我没有用于外部基准的特定数字、但在使用 SINc3滤波器、内部2.5V 基准和禁用全局斩波的情况下运行(数据表中的表1)、在低数据速率下噪声显著降低。 当数据速率为10SPS 且增益为128时、等效输入噪声将约为0.23uV (峰峰值)。 这将提供21700的等效分辨率(从5mV/0.23uV)。

    如上一个示例所示、您可以从 ADC 侧查看这一点。 输入将更小、不再使用整个满量程范围。 输入现在为±2.5mV*128或±320mV。 因此，您只能使用(640mV/5V)*2^24=2.147e6代码，这是满量程范围的1/8。 不过、噪声要小得多。 在给定配置下的噪声为0.23uV 时、您将看到噪声为0.23uV*128/5V = 29.4uV。 这相当于(29uV/5V)*2^24 = 98.8噪声代码。 在21700中分辨率仍然是1个部分(从98.8噪声代码到满量程2.147e6代码的满量程)。

    使用 INA333、噪声更大、噪声放大到一个更大的值。 使用板载 PGA 时、噪声更小、放大的噪声更小。 尽管我不使用满量程范围的范围、但噪声也不是一个因素。


    吴约瑟
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    TI__Guru**** 2442090 points
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    好的、Joseph、那么我不会使用其他放大器。我将降低基准电压、以获得 PGA 增益为128的最大分辨率。 提供1或1.25V 的基准电压是否正常？

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    我认为这是可以的。 但是、您应该记得使用精密电压基准。 基准电压的任何误差都表现为增益误差。 如果基准中存在绝对误差、这将反映在 ADC 测量中(基准中的1%误差变为测量中的-1%误差)。 此外、噪声也是一个很大的因素。 以存在基准误差的相同方式、噪声被视为一个变化的基准。 您需要将该噪声作为测量的一个因素。


    吴约瑟
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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Joseph、

    您能否建议一个电压基准 IC 器件型号、该器件型号将为我提供最小误差？

    还有一个疑问是、我将在 AIN0和1 (BRIDE-1) 或 AIN2和3 (BRIDE-2)之间连接我的电桥输出(差分)..AIN10和11 (BRIDE-6)。 在这种情况下、我的电桥输出可以是+ve 还是-ve (最大+-2.5mV)、差分放大器是否可以接收负输入？ 或者、我是否需要使用 AINCOM 并分别转换这些电桥的每个桥臂、然后进行差分以获得差分读数？

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    很抱歉、我错过了您的最后一个帖子。 我已经再次查看过此主题、还有一些评论和问题。

    在我的上一篇文章中、我很快谈到了使用较小的引用来提高分辨率。 在您的应用中、您有一个比例式测量桥。 这意味着基准将是驱动电桥的源、输出将由 ADC 测量。 在这种情况下、您已经具有低噪声、因为基准中的变化与输入中的变化相关。 在这种情况下、通常您不希望使用与电桥激励分开的基准。 您必须进行测量、但例外情况是电桥激励和基准都具有非常低的噪声。

    最后、我认为最好使用比例式测量、使用电源作为基准、并使用 ADC 的 PGA 进行放大。 增加更多电路通常只会增加更多噪声。 出于好奇、您使用了什么桥或应变仪？ 您是否有确切的规格？

    至于您的另一个问题、一般而言、我会为每个桥使用差分读数。 对于 ADS124S08、这将允许6个测量桥。


    吴约瑟
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    Joseph、

    每天我都会检查此主题、以获得您的回复。 再次感谢您的回复。

    我对差分测量的怀疑仍然不清楚，请你澄清这方面的两点。 第一个是、如果我在 ANI1和 ANI2上施加-2.5mV 的差分输入、增益为128、则 PGA 输出将为-320mV、没有-ve 电源的放大器是否可以工作？ (我们没有为 ADS124S08提供任何-ve 电源、对吧？)。  第二个问题是内置 ADC 是否为双极 ADC？ 我假设它是单极 ADC。

    如果使用比率测量、最大电桥激励电压可以是多少？ 我可以有5V 励磁吗？ 在比率测量中、我必须将激励电压本身作为基准电压、对吧？

    实际上、我更喜欢更高的励磁、以便我的电桥输出可以达到最大。

    我的测量要求 是 、6组件应变仪平衡测量。 我有一个力平衡、可以测量6个输出(3个力和3个力矩)。 这些基本上是全桥应变仪。 这些输出可以为正或负(取决于我的负载方向)

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    与大多数其他此类精密 ADC 一样、输入为双极、这意味着 ADC 可以测量正负信号。 但是、AINP 和 AINN 都必须在电源电压范围内才能有效。 负信号表示 AINN 高于 AINP (测量 AINP-AINN)。 例如、如果 ADC AVDD 电源为+5V 且 AVSS 接地、则 AINN 和 AINP 都必须处于这些电压范围内。 如果 AINN 为+3V、AINP 为+2V、则 ADC 将测量-1V。 这将提供负测量值、不使用负电源和负基准。 我想这就是您要问的问题。 如果我对它的解释有误、请告诉我并再次询问。

    电桥测量是比例式的、使用电桥激励作为基准。 对于 ADS124S08、该基准电压可能高达 AVDD-AVSS。 如果 ADC 电源为5V、则可以使用5V 基准。

    请注意、ADS124S08评估模块具有一组可用于电桥测量的连接。 您可以获取其中一个板并测试应用。 《ADS1x4S08评估模块用户指南》至少介绍了电桥测量电路。 值得下载指南以了解更多详细信息。 您可以在以下链接中找到用户指南：

    www.ti.com/.../sbau272a.pdf


    吴约瑟
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    TI__Guru**** 2442090 points
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    好的、Joseph、

    我将使用一 个 ADS1x4S08评估模块、并尝试测试 该 IC 的不同功能。 如果有任何疑问、我会给您写信。 非常感谢您的所有帮助。

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    TI__Guru**** 2442090 points
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    Satheesh、


    我认为使用 EVM 将帮助您测试设置。 正如我提到过的、有一个电桥测量设置、因此您应该能够使用 EVM 测试至少一个单通道。

    在您最初的帖子中、您提到了使用 INA333。 我仍然认为额外的 INA 会在您的设置中产生更大的噪声、但您应该只得到一个、然后查看它、只是为了查看它。 尽管 INA333可以将输入信号放大到1000、但我相信、即使使用的满量程范围远小于、ADS124S08 PGA 也能获得更好的噪声性能。

    祝您评估顺利。 如果您有其他问题、请返回并开始另一篇文章。


    吴约瑟