[参考译文] ADS1261：振荡噪声

尊敬的 Marcel：

您能否提供您的原理图？ "ICH"是指"1CH"吗？ 这两张照片是在同一个通道还是不同的通道上测量的？ 谢谢。

此致、

戴尔

Ih ="我",但在我的情况下,我想写"我是":D

我有两个 ADS1261 (见下图)和两个惠斯通电桥、它们用气泡膜和铝箔包裹。

对于直流测量、我使用内部基准、对于交流测量、我使用外部 AIN0/1作为 REF。

此致、

马塞尔

尊敬的 Marcel：

感谢您提供更多信息。 如您所述、以下方框图应是您使用外部5V Vref 进行交流测量的连接、如果我的理解有误、请更正我的错误。 您是否尝试过不同的数据速率和滤波器选项来检查结果？  我不确定 EVM 上的本地5V 电源是否足以 作为电桥的激励源、因为 EVM 上的所有电源都来自 USB 端口。

此 ADC 的主要支持工程师本周即将休假、他将于下周同一时间回来、如果大家可以等他回来、他可能会为您做一些测试。

此致、

戴尔

尊敬的 Dale：

您上面展示的原理图正是我的设置。 我使用过 AIN2/3端口、但它不应该带来任何差别、对吧？

该电源还应该使用哪些其他用途？  

在进行直流测量时、我可以看到中的点是不使用板载电源、

但在使用4线交流激励进行交流测量时、我还应该如何实施它。  

电路板是否不是在交流激励期间切换极性以便一开始就可以进行测量？

是否有任何方法可以降低5V 输出电压？ 我想看看振荡是否随着功耗降低而降低=串扰减少。

此致、

马塞尔

尊敬的 Marcel：

交流激励有助于降低电桥测量产生的系统级失调电压和失调漂移。 交流激励方法(或电桥斩波)通常使用外部开关来交换电桥激励电压极性。 我建议您查看我的同事的应用手册以获取详细信息：  

• 电桥测量基本指南
• 使用 ADS1235和 ADS1261中的交流激励模式降低电桥测量失调电压和漂移

还有一个脚本演示了 AC 激励、作为 GUI 中的预定义脚本之一。 对于交流激励 、您应遵循脚本示例。  电桥控制采用4线制交流激励模式、并且仅使用 ACX1和 ACX2 GPIO 信号进行控制(GPIO 根据脚本设置为 AIN4和 AIN5)。  最后应该没有振荡的输出信号、因为即使交流激励仍然是一种直流测量。  

方框图中的电路显示了 比例式测量的连接 、因为您使用同一个源来测量激励电压和基准电压、 不过、您已经在 REF 寄存器中选择了内部 AVDD 和 AVSS 作为基准、实际上您必须选择外部基准进行 比例测量。  此外、您没有为小 电桥信号在 PGA 寄存器中设置增益。  比例式测量 可以消除噪声或基准/激励电压的变化、但它无法消除引线和器件产生的误差、但只要您对 ADC 进行正确的配置、它就应该起作用。

此致、

戴尔

我想使用交流激励只从板,因为它提供,... 但是、如果您说它比外部开关差、那么我将尝试这些。

关于直流测量：  

-我仍然有振荡的输出

-我应该使用外部直流电源而不是板?

-我应该设置一个增益来增加输出电压? 它会降低噪音吗？

此致、

马塞尔

尊敬的 Marcel Beck：

当您尝试在不使用交流激励的情况下测量1个电桥时、是否会得到相同的振荡？ 这将有助于从"最简单"的实现开始、然后从那里变得更复杂。

Dale 提到、有一个脚本应该能够使用 EVM 上的功能实现交流激励。 得到1x 电桥但交流激励不工作后、我会尝试使用此脚本查看是否能让交流激励在同一电桥上工作。 如果出现振荡、连接可能会不正确(请注意、在本例中"交流激励"是一个错误的名称、不会生成交流信号、并且您仅使用直流电压来激励电桥)。

-Bryan

是的、当仅测量一个直流电桥时、我也会看到振荡。

就像它写道的那样、振荡频率随着时间的推移而变化(大约0.01 - 1Hz)、并且出现在两个电桥中(一个通电、另一个通电和同时通电)。

让 asume 我可以摆脱 OSCi,我的下一个问题是:

"板载交流激励是否更好(噪声更少)或者是否应该使用 MOSFET 之类的外部开关？"

目前、我仅使用板载交流激励、与直流激励相比、没有看到任何改进。

下图显示了两种测量的结果。 (ASD +时间序列)

同时获取的传感器1和2的数据。

左侧的图显示了从 sensor2 (时间序列)减去 sensor1时的差异。  

传感器用气泡盖和铝箔包裹、并捆扎在同一铝板上。

此致、

Marcel Beck

您好、Bryan：

如果我要测量 ADC 噪声、我究竟选择什么作为 REF 和 INPMUX？

参考：AVDD 和 AVSS

INPMUX：内部 VCOM 和内部 VCOM      这是怎么回事并缩短输入？

我的目标是针对低频(<1Hz)测量温度传感器的本底噪声。 仅仅使用我的输入(AIN1/2)而不施加电压和 REF: AVDD&AVSS 来获得噪声限制是一个好主意吗？

此致、

马塞尔  

尊敬的 Marcel Beck：

要测量 ADC 噪声、您需要将 ADC 输入短接在一起、通常是将两者短接至1/2 Vs。 因此、在这种情况下、最好短接至 VCOM。

短路输入噪声测试包括有效的零基准噪声、因为没有输入信号。 因此、就这些测试使用的基准而言、它可能并没有太大的影响。 但是、ADS1261数据表使用内部2.5V 基准、因此选择该基准可以直接将您的结果与数据表中的结果进行比较。

同样、此测试将为您提供 ADC 噪声(包括集成 PGA)、这是系统噪声可以低多少的有效限制。 添加传感器并开始进行非零测量后、您还会引入传感器噪声和基准噪声(可能是其他源)、这将增加本底噪声。

-Bryan

我尝试重复上表中的测量。 (5SPS、SIC3...)

我的结果(下图)显示了  数据表中的大部分噪声。  我使用的 ADC 转换数据代码为：

Code = Code * V_ref */(增益* 2^23 )   这是正确的转换方式吗 ?

当 REF: AVSS AVDD 且 INPMUX : VCOM 时，V_ref=5V 还是2.5V ？   我想它应该是5V、因为 AVSS 和 AVDD 的差值是5V、但我可能是错的。

连接传感器之前的蓝色曲线是噪声限制图吗？

此致、

马塞尔

是的是代码(伏特)=代码(十六进制) * V_ref */(增益* 2^23 )

我的换算公式是否正确？

此致、

马塞尔

在进行数据表(表)中的测试时、我仍然很不清楚到底连接了什么。

对于基准、我使用 AVDD 和 AVSS  (=5V)

对于我的 IMPMUX、使用 MUXN    ：VCOM & MUXP：VCOM       

我测量零伏的噪声。 为什么当 Vcom 为(AVDD-AVSS)/2时、我不会在2.5V 电压下测量噪声  ？

如果选择  MUXN        、我得到的噪声系数将降低2：VCOM & MUXP：AIN0 (或 AIN1、2、3...) 为什么会这样呢?

另一个问题是，当接近采样率/(奈奎斯特)时，增益>1，为什么会有下降？

以下测量(仅 ADC_NOISE_...) 在 INPMUX 和增益发生变化时使用 REF AVSS 和 AVDD 获得的。

在此提前感谢、此致、

Marcel Beck

尊敬的 Marcel Beck：

您连接到 AIN0、AIN1等了什么？ 我不清楚为什么噪音不同/好

我没有看到任何下拉值接近于采样率、除非是在这些图中连接了传感器。 另请注意、ADS1261不是奈奎斯特转换器、因此其采样速率比数据速率高得多。 这个较高的速率被称为调制器频率(Fmod)、在 ADS1261上约为1MHz

您如何生成这些噪声密度图？ 我假设您将仅使用 ADC GUI 提供的噪声值、尤其是因为您要测量直流信号

-Bryan

AIN0和 AIN1连接到传感器、但电源电压为零(理论上、您也可以断开传感器、但在中、即使没有施加电压、您仍然需要检查传感器是否存在任何噪声)。

我使用 ADC GUI 证明的噪声值。 之后会使用我们的线性频谱密度以 python 格式转换该数据。

下图显示了我上面提到的所有测量。 唯一的区别是 INPMUX 连接。

Vcom/Vcom 的测量值与数据表(手动)极为相符。

为什么 Vcom/AIN2和 AIN2/AIN3的测量结果显示出更低的噪声？

此致、

马塞尔

尊敬的 Marcel Beck：

那么、什么器件连接到 AIN2和 AIN3？

我不确定其他配置为什么具有更低的噪声。 如果两个输入短接至 VCOM 会产生数据表级噪声、则噪声不应小于数据表级噪声的真实原因。 此数据表噪声实际上是 ADC 所能提供的最低噪声、除非进行了额外的平均计算。

您能给我发送一张 ADC GUI 的屏幕截图、其中显示了每种配置的噪声结果吗？ 另外、请让我知道您使用的基准电压和增益、前提是屏幕截图中不明显。

-Bryan

AIN2/AIN3仍然连接到 传感器、但没有提供电压、因此基本没有连接"什么"。

我的 REF 是 AVSS/AVDD

所有其他配置都相同、只是 INPMUX 不同。

但是、既然您认为数据表值是尽可能低的噪声、我就拥有了可用于衡量的合理本底噪声。

感谢所有的 Anwers 和 BTW 良好的工作 基础上的精密 ADC 噪声分析,帮助很多了解基础。

此致、

马塞尔

也许还有一个问题：

我还连接了 Vcom/AIN2         VCOM=2.5V  、我的 AIN2=0V 电势(未连接任何器件)

电压不应该是2.5伏吗？ 我正在测量0V 噪声(是的、我检查了时间系列、因为最后一个答案的 ASD 只显示变化)。

尊敬的 Marcel Beck：

如果 AINP = 2.5V 且 AINN = 0V、则是、您应测量到2.5V 的差分电压。 请注意、在这种情况下、AINP 和 AINN 可以是任何模拟输入。

-Bryan