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[参考译文] ADS1115：INL 测试结果与数据表不匹配

admin
Guru**** 2384060 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1115
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/1252188/ads1115-inl-test-results-mismatch-with-datasheet

器件型号：ADS1115

您好，

我们 用 ADS1115进行了 DAQ 模块并使用它进行 INL 测试,但结果 不令人满意,并且与数据表上的值有很大差异。 我们不知道问题出在哪里、我们希望工程师能够为我们提供帮助。 实验条件如下：

测量环境：正常温度、ADC 输入 RC 电路与 EVM 相同、SMU 为 ADC 提供差分输入信号、DMM 测量输入信号。 执行斜坡扫描。

芯片设置：选择差动输入、FSR 设置为±2.048V、SPS=8。

INL 计算：查找使用相同代码发生的中间电压、获取代码电压曲线、使用最佳拟合拟合拟合曲线、并计算曲线与拟合直线的偏差以获得 INL。

该图片显示了我们的测量值、与数据表上的值和图形不匹配。

此致

凯林

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    TI__Guru**** 2384060 points
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    尊敬的 Kailyn：

    未使用 EVM 执行数据表的 INL 测试、因此将 EVM 电路用于此测试设置可能会导致结果略有不同。  

    您能否向我们提供有关用于此测试的设置的更多详细信息？ 该器件是用在单次模式还是连续模式下？

    您能否提供有关用于测量的 SMU 和信号的更多详细信息？

    我会咨询团队。  

    此致、

    天使  

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    TI__Guru**** 2384060 points
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    您好，Angel，

    这是我的测试结果、Kailyn 帮助我在这里发布它。 请允许我回答您的问题。

    我们将芯片设置为连续模式并提供差分输入。

    SMU 型为 Keisight B2912A、 SMU 的设置分辨率可为1uV IN±2.048V。 但为了节省测试时间、每一步都要增加10uV。

    DMM 类型为 Keythley DMM7510、在此范围内 DMM 的测量分辨率可能为1uV。 精度和线性度足以测量 ADC 的模拟输入。

    我们对测试中的问题没有任何想法、请帮助我们检查此结果。

    此致、

    詹克斯

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    TI__Guru**** 2384060 points
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    您好！

    这些器件经过全面测试、符合数据表规格、因此进行测量的方式可能存在误差。  

    我们怀疑可能发生的情况是、在执行的 INL 测试中没有考虑失调电压和增益误差。  

    应执行两点校准、以消除测量中的增益误差和失调电压误差。  

    在我们的 TI 高精度实验室系列中、我们有一个视频、详细介绍了对这类测量进行校准背后的概念和数学原理。 请参阅误差源部分下标题为"了解和校准 ADC 系统的失调电压和增益"的视频。  

    模数转换器(ADC)| TI.com

    我们还注意到、使用8SPS 以10uV 为增量从-2.048V 扫描到+2.048V、测试将需要数小时才能完成。

    在 ±2.048V 的 FSR 下、 μV 的大小为62.5 μ V、大于10uV 的步长增量。  在此 FSR 配置中、ADC 无法检测到此类电压微小的变化。 在较大的步长下、可以将较少的采样点用于测试、这将节省测试时间而不会丢失 重要信息。  

    只是为了阐明、所提供的图中确切绘制的是什么输出代码(x 轴)与 LSB 与预期输出代码的偏差？

    执行此测试的原因是否？

    校准后的测试应该会带来更好的结果。 我将看我能否找到有关 INL 测试的更多信息。

    此致、

    天使  

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    TI__Guru**** 2384060 points
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    您好，Angel，

    很抱歉这么晚了、感谢您的回答。

    我们认为 ADS1115是在交付前校准的、因此我们认为没有必要再次校准。 有必要吗？

    该图显示了每个输出代码(x 轴)与 INL (y 轴、使用最佳拟合方法计算)。

    因为我们要设计一个 DAQ 模块、所以 ADC 的 INL 是 我们关心的最重要的特性。 我们需要关于代码 VS INL 的曲线。

    詹克斯

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    TI__Guru**** 2384060 points
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    您好 Jenks

    INL 测试会考虑器件的增益误差和失调误差、并将它们考虑在内。 总体未调误差、其中包括 INL 误差、增益误差和失调电压误差、很可能是本测试测得的误差、它仅归因于 INL、使其看起来大于我们的规格。 这就是为什么需要使用考虑失调电压和增益误差的两点校准来准确测量仅由 INL 产生的误差。

    INL 误差是不可避免的、但可以通过数字校准来消除增益误差和失调电压误差、以降低您的总误差。

    两点校准可以通过在10%LSB FSR 和 FSR 处进行测量来实现、然后使用这两个数据点可以生成最佳拟合直线并计算0代码交叉处 LSB 中的偏移误差。 (考虑 a y = mx + b linearfit 上的 b 项)。 然后、此偏移可添加到调整后的代码中。 相同的两点数据可用于应用增益校正系数、以补偿增益误差。 增益误差可视为线性斜率与传递函数理想斜率之间的差异。  

    此技术文章进一步介绍了这些误差源。  

    ADC 精度第2部分：总体未调误差说明-精密集线器-存档- TI E2E 支持论坛

    此时、我怀疑这可能是测量的问题。   

    是否测量了 ADC 的输入斜坡以提高精度？

    设置的原理图/图或原始数据可能有助于确定测量中是否存在其他因素导致的问题。  

    此致、

    天使