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[参考译文] ADS1261-Q1：将直流误差和噪声结合在一起

admin
Guru**** 2390210 points
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/1314454/ads1261-q1-combining-dc-errors-and-noise

器件型号：ADS1261-Q1

您好！

从上一主题开始、我选择了差分测量方法、以尽可能减少误差(请参阅下图)。 通过这种新方法、我要尝试确定系统能够测量的电压/温度分辨率。  我在如何处理直流误差源和噪声方面感到困惑。 这里是我在系统中确定的直流误差的来源。  

  1. RefOut
    • 初始容差
    • 不同温度下的漂移/压降
    • 负载调整
  2. ADC 输入电流
    • 典型差分电流
    • 不同温度下的差分漂移
  3. 寿命期初电阻容差
    • TCC 传感器
    • 偏置电阻器
    • 低通滤波器串联电阻器
  4. 电阻器随温度变化
    • 偏置电阻器
    • 低通滤波器串联电阻器
  5.  压降不匹配
    • PCB 布线
    • 低通滤波器串联电阻器
  6. PGA 增益误差  

根据我们之前的讨论、由于测量的比例属性、我将排除 RefOut 误差。 使用其余的 rss 误差源、我可以计算出热敏电阻电压读数在整个环境温度范围内的最坏情况范围。 此处、最坏的情况表示  范围最窄、这会降低我能够测量的分辨率。 使用温度漂移/系数的数据表值、我也可以近似计算电压与温度间的关系曲线。

同时、我还计算了已转化为 LSB 大小的无噪声分辨率。 我感到困惑的地方在于如何将两个单独的计算整合在一起、以获得现实的无误差电压测量分辨率。  

谢谢。
德鲁

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    TI__Guru**** 2390210 points
    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。

    尊敬的 Drew Nakamura：

    您还应该考虑 ADC 的失调电压和线性度、尽管它们可能非常小。 我认为 ADC (包括 PGA)和偏置电阻器的增益误差将是最大的误差源(以及它们各自的温漂、除非您的系统温度范围很小)

    噪声充当相对于您的误差的底限。 例如、如果直流误差为1uV 但噪声为1mV、则您无法解析1uV 信号、因此精度规格将毫无意义。

    通常、对于高精度 ADC、情况就与之相反：噪声小于计算得出的直流误差。

    此外、如果您尝试校准任何直流误差、校准后的误差只能降低到噪声水平。

    -Bryan

  • 0
    TI__Guru**** 2390210 points
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    您好、Bryan：

    感谢您的回复！ 很有道理的。

    -德鲁

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    TI__Guru**** 2390210 points
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    您好、Bryan：

    跟进问题。 在直流误差校准期间会校正哪些误差源(例如、在环境温度范围内扫描电路板并记录电压/温度曲线)？  

    假设上述温度关系均无随机变化、我希望一切都能校准完成。 至少、我希望校准使用寿命的起始电阻值和标称 ADC 输入电流。  

    我的计算证实了您预期偏置电阻器导致的误差最大、因此、如果我可以说服自己这些误差是可重复的并且可以进行校准、那么这将显著提高测量精度。

    谢谢。

    德鲁

  • 0
    TI__Guru**** 2390210 points
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    尊敬的 Drew Nakamura：

    您是否也要校准您的传感器？ 如果不是、您将如何偏置系统以执行校准？

    假设源输入是理想的、即100%准确、那么大多数信号链误差(相对于噪声水平)应该是可以校准的。 除非运行线性扫描、否则会有一些无法消除的残余线性误差。 但是、就实际成本和时间而言、这会非常昂贵。 尤其是如果您也要随温度进行校准。

    此外、如果温漂误差为非线性、除非以非常小的温度增量进行校准、否则校准不会消除该误差。

    实际上、识别所有错误来源并确定要删除的最关键因素是很有意义的。 简单的偏移和增益校准可能足以达到所需的精度水平。 换句话说、如果不需要、不要创建超密集校准例程。

    -Bryan

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    TI__Guru**** 2390210 points
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    您好、Bryan：

    我们没有在系统之外校准传感器本身的计划。 它将成为安装在电路板上的较大 TTV 包的一部分。 计划仅为 ADC 和微控制器供电、在校准期间不为 TTV 内的任何加热元件供电。  至少在偏移校准之外、校准例程的范围。 似乎需要太多的假设来说服自己、在校准期间所有误差都会被抵消、所以我现在将把它们留在分析中。

    谢谢。
    德鲁

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    TI__Guru**** 2390210 points
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    尊敬的 Drew Nakamura：

    如果要在输入对系统短路的情况下执行简单的失调电压校准、那么这将消除失调电压、而不会出现其他情况。 因此、是的、您需要在分析中考虑所有其他误差源、

    -Bryan

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    TI__Guru**** 2390210 points
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    谢谢 Bryan。 我关于该问题的最后一个问题与 降低测量产生的 Rbias 误差的影响有关。 无论我是使用 RefOut 电压还是 IDAC 电流来偏置热敏电阻、该误差源似乎都无法消除。 我可以通过查看昂贵的热稳定电阻器来最大程度地减小误差、但我的计算表明、Rbias 误差加在一起可高达1.2c。 我希望能够测量小至0.1C 的变化、但如果不假设这是一个理想的电阻器、我就不知道这有多大可能。

    -德鲁

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    TI__Guru**** 2390210 points
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    尊敬的 Drew Nakamura：

    如果系统性能不满足精度要求、通常有三种方法可以执行：

    1. 放宽您的精度要求
    2. 查找最大误差源、并用更高/更高精度的元件替换它
    3. 校准

    听起来您不能做#1和#2，这将保留#3作为您的唯一选择。 请告诉我、我是否可以提供有关校准和故障排除的

    -Bryan

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    TI__Guru**** 2390210 points
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    谢谢 Bryan。 我将看到前两项内容目前对我的影响有多大。 如果我将来有校准问题、我将创建一个新主题。 再次感谢您的全力帮助。

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    TI__Guru**** 2390210 points
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    尊敬的 Drew Nakamura：

    我很高兴我们能为您提供帮助！

    -Bryan