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[参考译文] ADS114S08:ADC 输入范围为5V 基准、AGND 具有增益。

Guru**** 2382630 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS114S08, ADS124S08, ADS1120, ADS112C04, ADS112U04, ADS1158, ADS1258, ADS122U04, ADS122C04, ADS1220
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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/745340/ads114s08-adc-input-range-with-5v-ref-agnd-with-gain

器件型号:ADS114S08
主题中讨论的其他器件: ADS124S08ADS1120ADS112C04ADS112U04ADS1158ADS1258ADS122U04ADS122C04ADS1220

我们如何使用 具有5V 基准电压的 ADS114S08以及使用 AGND 和增益?  是否有类似的 ADC 可以使其正常工作? 我想测量一些范围为0-5V 的通道以及一些范围较小且增益较高的通道。 全部为单端、均采用外部5V 基准。 有什么建议吗?

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    您好、Greg、

    欢迎来到 E2E 论坛!  5V 基准不是问题。  问题来自使用具有输入范围限制的 PGA。   绝对输入电压列在 ADS114S08数据表第6页7.3节的表格中。  您可以看到、增益增大时限制会变窄。

    您可以使用 ADS124S08的设计计算器来帮助您查看所需输入电压和应用的增益的输入范围。

    http://www.ti.com/tool/ads124s08-excel-calc-tool

    一个特别的问题是单端测量相对于 AGND 的测量。  一种可能的选择是在外部增益配置中使用外部放大器。  外部放大器将允许增益、同时仍在 PGA 旁路的增益为1的配置中使用 ADS114S08。

    此处提供了一些可能的电路示例:

    http://www.ti.com/analogue-circuit/circuit-cookbook.html#DCDownload

    此致、

    Bob B

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    好的、假设我有5个输入连接(以 AGND 为基准的单端)到 AIN0-4、范围为0-5V。 我还将5个输入连接到 AIN5-9、范围为0-125mV (单端以 AGND 为基准)我读取增益为1的通道0-4、然后读取增益为32的通道5-9。 这是否有效?
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    好的、我想我明白了。 对于5-9、我必须以2.5V 的电压进行多路复用、这将使125mv 在 AVSS 和 AVDD 之间居中、让我使用32的增益。 是吗?

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    您好、Greg、

    AINN 和 AINP 有类似的限制。 您可以在 AINN 上进行相对于2.5V 的测量、但如果传感器输出相对于 AVSS 为单端、则 AINP 仅在0至125mV 之间波动、即使在 PGA 启用时增益为1、AINP 也将超出 AINP 的输入范围。 相对于 AINN (2.5V)输入、您仍然需要一个运算放大器或 INA 来将传感器的+输出驱动为0至125mV。

    此致、
    Bob B
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    那么、您是否有任何 ADC 在由 SW 配置为可读取0V - 0.125mV 且内部增益为32的情况下读取、并在配置为可读取0V - 0.125mV 且无增益的情况下读取0V - 5V 的情况? 全部为单端。
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    需要一个可实现该目的的16个通道。 当然、以尽可能最快、最经济高效的方式运行。
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    您好、Greg、

    我们的 ADS1120 (SPI)、ADS112C04 (I2C)和 ADS112U04 (UART)可以使用外部5V VREF 测量单端信号、同时提供1、2和4的增益。 这些器件只能支持四个单端测量、但您可以使用额外的多路复用器轻松扩展该范围。

    另一个选项可以是 ADS1158。 该器件支持16个单端输入、但需要一个外部增益级。

    许多客户普遍存在的一个误解是、他们认为自己始终需要利用 ADC 的完整满量程范围。 但最后、只需将输入信号解析为应用所需的电平、这一点非常重要。

    例如、您可以在16位 ADC 中不使用32的增益、而只需以较低的增益使用上述器件(ADS1220、ADS122C04、ADS122U04、ADS1258、ADS124S08)的24位选项即可获得相同的性能、即使您仅使用满量程范围的一小部分。
    如果您获得更多的分辨率、这只不过是具有2的额外增益。

    为您提供一个示例:
    20SPS 和增益= 4时的 ADS1120产生的输入参考噪声为15.6uVrms。 如果可以在单端配置中使用 GAIN=32 (ADS1120不可能)、则可以实现1.95uVrms。
    ADS1220在20SPS 和增益= 4时产生的输入参考噪声为1.2uVrms。
    因此、您可以看到、增益= 4时的 ADS1220比增益= 32时的 ADS1120具有更好的分辨率。

    20SPS 和 GAIN=1时的 ADS124S08产生0.8uVrms 的输入参考噪声。

    此致、
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    如果我愿意接受12位的分辨率、那么使用1/16时、使用 ADS114S08时的范围与0-4V 时的范围同样准确、测量值为0-250mV。 正确。  

    或者、要通过另一种方法绕过增益、我可以测量0-5V 输入或0-250mV 输入、精度也一样高。我不在0-250mV 信号上使用16的增益、将分辨率限制为~12位。 对吧?

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    您好、Greg、

    没错。

    但是、我应该注意的一点是、ADS114S08和我们的大多数其他 ADC 都使用双极编码方案。 这意味着在您的情况下、16位分布在-FS =-5V 至+FS =+5V 的差分输入电压范围内。 在实施单端测量时、您仅使用代码范围的正半部分、因此实际上会失去1位分辨率。

    ADS114S08在几乎所有数据速率下的增益= 1时提供16位的无噪声分辨率、或者换句话说、输入参考噪声(2 x 5V/2^16)= 153uVpp。

    这意味着您可以使用 log (250mV/153uVpp)/log (2)= 10.7位来解析250mV 信号。
    5V 信号通过15位进行解析。

    如果您为250mV 信号测量选择内部2.5V VREF、您将获得另一位分辨率。 这意味着您可以使用11.7位来解析250mV 信号。

    如果这不能满足您的需求、最好查看24位选项 ADS124S08、或在增益= 4且 PGA 旁路的情况下使用 ADS1120。
    这两个选项都能够解析大于12位的250mV 信号。

    此致、

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    谢谢你。 ADS124S08和 ADS114S08引脚在同一封装中是否兼容引脚?
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    您好、Greg、

    是的、是的。

    此致、