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[参考译文] ADS1263:我们是否有任何在差分端模式下使用 ADS1263计算电流的软件示例?

Guru**** 1807890 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1263, INA228
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/1386842/ads1263-do-we-have-any-software-example-to-calculate-current-using-ads1263-in-diff-end-mode

器件型号:ADS1263
Thread 中讨论的其他器件: INA228

工具与软件:

您好!

我使用 ADS1263测量电流。

我的团队成员已经提出了一个 TT、对 ADS1263有硬件问题、

售票链接: https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1356613/ads1263-to-measure-1ua-to-15a-dc-current-using-ads1263/5197919?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=ADS1263#5197919

我在 ADS1263的 AI0和 AI1引脚之间连接了20m Ω 分流电阻器。

ADS1263配置如下所示、  

增益:32、数据速率:4800SPS、基准正电压:2.5V 内部。 负电压正电压:2.5V 内部电压

AI0作为正输入,AI1作为负输入,转换延迟: 35uS,数字滤波器: Sinc4.

我使用了一个 DP832电源和 DL3021直流负载、电源输入电压3.3V 以及500mA 的电流。

我已经将分流电流计算为分流电压差(由 ADS1263读取)/分流电阻器。

请告知我对根据分流电压差计算电流的理解是否正确。

您可以提供任何其他公式来确定分流电压产生的分流电流吗?

我们是否有任何根据电压差计算电流的示例应用手册?

计算电流与实际电流的关系如下所示、

实际电流: 5 mA | 计算 电流: 8.1 mA

实际电流: 10 mA | 计算 电流: 8.6 mA

实际电流: 50 mA | 计算 电流: 10 mA  

实际电流: 100 mA | 计算 电流: 15 mA  

实际电流: 500 mA | 计算 电流: 45 mA  

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    尊敬的 Jagir Mehta1:

    您能否发送系统原理图以便我们进行审阅?

    [报价 userid="459412" url="~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1386842/ads1263-do-we-have-any-software-example-to-calculate-current-using-ads1263-in-diff-end-mode "]我已将分流电流计算为分流电压差(ADS1263读取)/分流电阻。[/QUOT]

    假设您已将 ADC 代码值正确转换为电压、这是正确的。 您是否能够针对每个测量范围(例如5 mA、10 mA 等)提供从 ADC 接收到的原始十六进制数据? 此外、您能否确认分流电阻值为10m Ω? 如果是这样、您是否首先使用精密 DMM 测量实际的分流电阻值、以便知道其实际电阻、例如它可能为9.9m Ω、这会影响您的测量精度。

    -Bryan

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    您好、Bryan:

    请在下面找到不同输入电流范围下来自 ADC 的原始十六进制数据。

    .--> 500 mA 输入电流

    十六进制伏特值[0xc3eca]

    电压差[0.000934] V  

    分流电流[0.046712] A

    --> 100 mA  输入电流

    十六进制伏特值[0x3c5b4]

    电压差[0.000288] V  

    分流电流[0.014390] A  

    --> 50 mA  输入电流

    以十六进制表示的电压[0x2ce79]

    电压差[0.000214] V

    分流电流[0.01076] A  

    --> 10 mA 输入电流

    以十六进制表示的电压[0x221d6]

    电压差[0.000163] V  

    分流电流[0.008134] A  

    我已使用以下公式从 ADC 输出获取电压。

    电压=(ADC_Output * Ref Voltage)/ ADC_POLICATION_STEP_COUNT

    基准电压= 2.5V

    ADC_POLICATION_STEP_COUNT =  0x7fffff (UINT32的正数字范围)

    我使用了20 m Ω 分流电阻器。

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    您提供的数据值仅为20位(例如 0xc3eca])、而您应该从 ADS1263获得32位值。 您能否提供从 ADC 接收到的完整32位值、即使前几位为0也是如此?

    -Bryan

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    尊敬的 Bryan:

    我稍微更改了一下配置、如下所述、

    分流器:20 m Ω
    增益:2 V/V
    数据速率:4800SPS
    基准正极和负极:内部2.5V
    转换延迟:35 μ s
    过滤器: Sinc4.

    我使用了公式来计算来自 ADC 的电压(使用增益):Vin = (RawData / 0x7FFFFFFF)*(Vref /(GAIN-1))

    10mA 拉电流的读数。

    原数据:0x0000C081|电压差:0.000029V|并联电流:0.001434A

    原数据:0x00009F65 |电压差:0.000024V |并联电流:0.001188A

    原数据:0x00009160 |电压差:0.000022V |并联电流:0.001083A

    请更正我的公式来计算 ADC 十六进制的电压。

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    在我之前要求您提供原理图的一篇文章中、您能否提供它? 我担心您在 ADC PGA 线性范围之外运行、这就是数据变化如此之大的原因

    数据计算是正确的

    为什么不使用更大的增益? 您可以轻松地使用增益32来降低噪声、从而提高测量的可重复性

    -Bryan

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    尊敬的 Bryan:  

    我已经添加了 ADS1263原理图作为参考、我将尝试使用增益32来重放读数。

    e2e.ti.com/.../Current-Monitor-ADS1263.pdf

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    您好、Bryan:

    我确实 对增益值2和32进行了多次试验、如下所示。

    增益:2 ->计算电流:24 mA |实际电流:500 mA

    增益:32 -> 计算电流:1.4 mA |实际电流:500 mA

    在增益32的测量值与预期不匹配时、我使用了增益2。

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    您好、Brayan、  

    我想我分享的原理图仅供参考、因为截至目前我们正在使用 ADS1263EVM。

    我已经附上了 ADS1263EVM 的连接图。

    我对 Calibraration 有疑问、

    是否需要在 ADC 转换开始之前或之后执行校准(使用 cmd SFOCAL1、SYSCAL1、SYGCAL1)?

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    您是否能够尝试将2个分流器串联、然后使用 ADC REFOUT 对其进行偏置。 基本上、您将创建一个简单的1/2电阻分压器。 将其中一个电阻器接地并移除 DL3021、然后使用 ADC 测量底部电阻器(单端)和顶部电阻器(差分)。

    在两种情况下都应测量~1.25V、因此应禁用 PGA。 看看您是否可以正确读取这些值。 这将消除 DL3021或相关电路可能出现的任何问题。

    让我们从简单的开始、确保它有效、然后我们可以变得更复杂。 您还可以尝试更大的电阻分压器分压比、例如10:1、这样您就可以使用增益、并确保它有效。

    希望这些指令清晰明了

    -Bryan

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    尊敬的 Bryan:

    抱歉、您建议使用2个分流器和 REFOUT 来代替 DL3021、我无法理解电路图。

    请分享一份连接的简明纸笔图吗?

    另外、我也不知道为什么这么做。

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    尊敬的 Bryan:

    我已经将 ADS1263连接到上述连接。

    差分和单端两种模式下的电压为1.249。

    我们要确认该部件是否正常工作。

    请建议后续步骤以获得正确的读数。

    我对  ADS1263EVM 的 Windows 仿真应用有疑问。

    我使用了该应用程序,发现读数是在代码中,这段代码是否代表 ADC 十六进制值或其他东西?

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    尊敬的 Bryan:

    我有任何关于我的查询的更新吗?

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    尊敬的 Brayan:  

    我有一个校准查询、

    我们是否需要通过 ADS1263执行自偏移校准、系统偏移校准和系统增益校准以便正确读取读数?

    或校准的使用取决于用户?

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    感谢您的耐心、我上周在办公室外

    感谢您确认 ADC 可以正常工作。 这意味着您的设置存在问题。

    您能告诉我、在下面的原始设置中、您在 AIN1和 AIN0处测量的电压是多少? 请相对于 ADC 上的接地端(AVSS)进行测量。  

    -Bryan

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    尊敬的 Bryan:

    ADS1263对所有 SPI 命令进行00响应。

    您是否对这种情况的可能根本原因有任何想法?

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    让我重新表述一下:您能否 使用数字万用表测量从 AIN1到 AVSS 和从 AIN0到 AVDD 的电压、并报告这些值?

    ADS1263正在对所有 SPI 命令进行00响应。

    这是新行为吗? 之前 ADC 正常工作、不是吗?

    -Bryan

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    尊敬的 Bryan:

    是的、这是我在 ADS1263中发现的新行为。

    我测得的 AIN0 - AVDD 之间的电压为2.405伏、而 AIN1 - AVSS 之间的电压为2.554伏

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    如果您再次尝试测量电阻分压器(如下图所示)、是否仍然得到 ADC 未响应的问题?

    如果将 ADC START 引脚拉为高电平、ADC 上的 DRDY 信号是否仍会切换?  

    -Bryan

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    尊敬的 Bryan:

    我已根据您的要求进行了重试、发现 ADS1263现在工作正常。

    我不知道原因、但它使用正确的十六进制代码进行响应。

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    尊敬的 Bryan:

    我们今天进行了几项试验、结果如下所示。

    配置:

    增益= 1V/V

    数据速率= 20SPS

    Digital 筛选条件 = Sinc4

    Vref =内部2.5V

    通道= 2、3

    分流器= 1 Ω

    使用 ADS126x EVM GUI Windows 应用程序读取 ADC 数据

    负载电流(A) 电压 ADC 分流电压差(V) 分流电流(A) 分流 DMM 电压(V) 分流 DMM 电流
    1. 0.001. -278082. -0.000647 -0.000647 0.000000 12.70uA
    2. 0.005. -285167. -0.000664 -0.000664 0.000000 12.70uA
    3. 0.01. -301691. -0.000702. -0.000702. 0.000000 12.70uA
    4. 0.05. 3212863 0.007481 0.007481 0.035000 34 mA
    5. 0.07. 5290907. 0.012319 0.012319 0.055000 55 mA
    6. 0.1. 6761335. 0.015742 0.015742 0.085000 85 mA
    7. 0.2. 17168171 0.039973 0.039973 0.188000 185 mA
    8. 0.3. 31783738. 0.074002 0.074002 0.289000 285 mA
    9. 0.6. 180797924 0.420953 0.420953 0.598000 584 mA
    10. 0.9. 396588946 0.923381 0.923381 0.912000 886 mA
    11. 1.1. 534087711 1.243520 1.243520 1.12. 1.08A

    在 SPI 上使用 MCU 连接的 ADS1263来读取 ADC 读数、其配置与上述相同、

    负载电流(A) 电压 ADC 分流电压差(V) 分流电流(A) 分流 DMM 电压(V) 分流 DMM 电流
    1. 0.01. 200217. 0.000466 0.000466 0 12.7uA
    2. 0.03. 14372159. 0.033463 0.033463 0.016 16 mA
    3. 0.05. 32060173 0.074646 0.074646 0.036 36 mA
    4. 0.1. 75499519 0.175786 0.175786 0.085 86 mA
    5. 0.2. 163451763 0.380566 0.380566 0.188. 186 mA
    6. 0.3. 251232314 0.584946 0.584946 0.291. 286 mA
    7. 0.6. 516289696 1.202081. 1.202081. 0.599 586 mA
    8. 0.9. 785724586 1.829408. 1.829408. 0.912 885 mA

    两个读数之间有一个可测量的差异,我们能有一个背后的原因吗?

    根据 MCU 读取电流正好是6500 DMM 的2倍、要校正除以2的读数是可以的吗?

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    DL3021似乎带来了错误数据-可能是引入了大量噪声? 您获得的任何数据看起来都不是很好(我查看的是名为"Shunt Voltage diff (V)"的第4列)。

    您是否可以尝试使用我先前建议的电阻分压器、在不使用 REFOUT 或电流源(DL3021)的情况下、使用 ADC 电流源(IDAC1或 IDAC2)之一来偏置分压器? 这些电流可在50uA 到3mA 范围内进行编程、因此应该会提供宽范围的电流供您尝试。 使用高精度电阻来确定使用 ADC 读数时的电流

    这将告诉您器件/电路板有问题还是设置问题(我怀疑后者有问题)

    -Bryan

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    尊敬的 Bryan:

    请确认您使用内部 IDAC1作为当前源时建议的连接。

    我无法理解不使用可编程电源 DP832 (替换为 IDAC1)的原因、因为我使用了与 INA228相同的设置(带有10 Ω 分流器)、显示了正确的结果。

    我们将 ADS1263用作电流表、其功能与 INA228 (任何其他电流表)相同、因此为什么 ADS1263不显示正确的结果?  

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    尊敬的  Jagir Mehta1:

    虽然负载(1k Ω 电阻)应接地、但连接图看起来正确。 在我看来、它会返回到 ADC 中

    [报价 userid="459412" url="~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1386842/ads1263-do-we-have-any-software-example-to-calculate-current-using-ads1263-in-diff-end-mode/5332055 #5332055"]我们使用 ADS1263作为电流表、其功能与 INA228 (任何其他电流表)相同、那么为什么 ADS1263不显示正确的结果呢?  [报价]

    根据您之前的帖子(请参阅下文)、ADS1263似乎显示了正确的结果。 换句话说、我们已确认 ADC 可以正常工作、但当您将 DL3021引入系统时、由于某种原因、它无法正常工作。 也许 DL3021不是问题所在、但它似乎是最合理的选择。 这就是我建议使用 ADC 电流源尝试电流测量的原因。这将很好地指示 ADC 是否可以使用已知良好的电流源正确读取分流电压。 然后、您可以开始缓慢修改电路以添加其他组件、以查看错误何时开始发生

    另外、您能否向我们提供有关系统设置情况的图片、包括 ADC、控制器、电源(DP832)和电流发生器(DL3021)? 可能有几张图片会很有用、因此我们可以看到连接和整个系统的特写

    -Bryan