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[参考译文] ADS1220:数据采集系统解决问题

Guru**** 2015290 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1220, ADS1259, ADS124S08
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/1454431/ads1220-data-acquisition-system-resolution-problem

器件型号:ADS1220
主题中讨论的其他器件: ADS1259ADS125H01ADS124S08

工具与软件:

在我的项目中,我将开发一个板:用于应变、RTD 传感器和比例测量的四通道数据记录器。 首先、我设计了一个电路板、其中使用了两个 ADS1220作为 ADC。

0-5V 测量、

1-128 PGA 增益、

用于4-20mA 电流测量的120 Ω 开关选择电阻器。

但我需要有关设计的帮助。

1) 1)在为设计编写代码时、我对 ADS1220的分辨率感到困惑是否足够。 在数据表中、无噪声位在 Turbo 模式和660SPS 数据速率下为13.42位。 我使用了数字滤波器:每个通道的平均滤波器12读数、每个 ADC 的总读数为24。 所需时间约为 1/(((660/2)/12)= 36ms。 时间对我的设计来说足够了、但无噪声位不是。 我 至少每个通道都需要16位分辨率。 平均滤波器或其他滤波器能否改善无噪声位?

2)我还需要0-10V 的模拟输入进行工业水平的 测量。 我是否应该使用分压器和单位增益运算放大器? 任何其他建议。

3) 3)我还对每个通道使用两个或更多个 ADC (ADS1220)或者多路复用 ADS1259和 PGA280-281感到困惑。 是4通道设计的理想选择。

但在这个解决方案中,我有一些问题:

  • 我需要1200SPS 来扫描通道、18.4个无噪声位 足以满足我的要求、但增益和多路复用级会影响这些无噪声位。  我还会遇到通道间串扰干扰。

  • 在比例式测量中、我会将内部基准切换到外部基准。 例如、我将负载单元连接到通道1、将 RTD 连接到通道2、将热电偶连接到通道3、...我可以更改基准(2.5V 内部基准电压 至5V 外部基准电压 切换时的输出电压(反之亦然)。 稳定时间是否影响总时间或 SPS 时间?  
  • 对于比例式测量、我将使用%0.2 LDO 稳压器作为激励电压(例如350欧姆应变仪)和外部基准输入、但对于热电偶、我要使用2.5V 内部基准。  还有其他建议吗?
  • 我是否可以将 REFOUT 引脚输出的 ADS1259内部基准用作传感器激励、并将缓冲器和晶体管用作线性稳压器? 这是否是一种好方法? 对短路的电流限制有任何建议吗?
  • 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 Fatih:

    [报价用户 id="604348" url="~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1454431/ads1220-data-acquisition-system-resolution-problem "]

    平均滤波器或其他滤波器能否改善无噪声位?

    [报价]

    ADS1220是一款 Δ-Σ ADC、这意味着由于过采样率较高、数据速率较低、因此可以实现较低的噪声结果。 以下文章有助于更详细地介绍 Δ-Σ ADC 的工作原理(第1部分(修订版 A)和 Δ-Σ ADC 的工作原理(第2部分)

    您对不同通道的测量是什么? 不确定此处的意思:

    所需时间约为 1 /((660/2)/12)= 36ms。

    [报价 userid="604348" url="~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1454431/ads1220-data-acquisition-system-resolution-problem ]2)我还需要0V 至10V 模拟输入来进行工业用水平 测量。 我是否应该使用分压器和单位增益运算放大器? 任何其他建议。

    解决方案是使用分压器使信号处于 ADC 的输入范围内。 如果您想要直接测量0-10V 的 ADC 、可以查看 ADS125H01/02:ADS125H01数据表、产品信息和支持|德州仪器 TI.com

    [报价 userid="604348" url="~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1454431/ads1220-data-acquisition-system-resolution-problem ]3)我还想问一下每通道使用两个或更多 ADC (ADS1220)或者多路复用 ADS1259和 PGA280-281。 是4通道设计的理想选择。[/报价]

    您当然可以使用两个或更多个 ADC 进行多次测量。

    如果您希望使用具有更高通道数的器件使用同一 ADC 进行多次测量、可以查看 ADS124S08 (ADS124S08数据表、产品信息和支持| TI.com)、这是一款具有12个输入通道的 ADC、适用于类似的传感器测量。

    可以连接不同的 RTD、例如使用相同的基准电阻。 下面是我们的应用手册"A Basic Guide to RTD Measurement"(https://www.ti.com/lit/pdf/sbaa275):)中的一个示例 

    有关您的系统和所有预期传感器测量的其他信息、有助于提供任何其他建议。

    此致、

    天使

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    尊敬的 Fatih:

    由于美国节假日、请预计在下周 E2E 上会延迟回复。

    此致、

    天使

  • 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。

    嗨、Angel、

    非常感谢 您的答复。
    所需时间约为 1/(((660/2)/12)= 36ms。
    在嘈杂的工业环境中测量传感器在此应用中至关重要。 因此、我使用气泡排序来消除最大/最小峰值、然后取剩余值的平均值。 上面的等式表示:sps=660和12:有关气泡排序的 ADC 值读数、/2:对于一个 ADC 的2通道。 对于每个通道、滤波后的最终值需要36ms。  对于 Δ-Σ ADC 来说、不需要执行此操作。 这些操作已在内部完成??
    3) 3)我还对每个通道使用两个或更多个 ADC (ADS1220)或者多路复用 ADS1259和 PGA280-281感到困惑。 是4通道设计的理想选择。
    我想测量4个独立通道以从传感器获取信号。  对我来说、PT100比例式基准连接问题比其他传感器更具挑战性。 是否可以使用两个 ADS1220进行这一测量? 或者我是否必须使用4? 示例连接如下所示、
    1. 通道:PT100 (RTD 比例基准测量)
    2. 通道:负载单元(5V 激励和比例基准)
    3. 通道: LVDT (0-5V 比例基准测量)
    4. 通道:压力传感器(4 -20mA)

    另外、如果我在10V 模拟输入范围内使用分压电阻器、那么 将 PT100连接到 ADS1220输入是否存在任何问题? (例如从电阻器到地的漏电流。)

     

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    尊敬的信·卡夫达尔奇:

    由于在美国度假、我们的应用程序支持受到限制。 请您在下周稍后时间回复。 感谢您的耐心。

    -Bryan

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    尊敬的 Fatih:

    我使用气泡排序来消除最大/最小峰值、然后取剩余值的平均值。 上面的等式表示:sps=660和12:有关气泡排序的 ADC 值读数、/2:对于一个 ADC 的2通道。 对于每个通道、滤波后的最终值需要36ms。  对于 Δ-Σ ADC 来说、不需要执行此操作。 这些操作已在内部完成?

    这不是 Δ-Σ ADC 要完成的过程。

    要了解 Δ-Σ ADC 的工作原理、请参阅以下材料 :高精度实验室系列:模数转换器(ADC)|德州仪器 TI.com

    [报价 userid="604348" url="~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1454431/ads1220-data-acquisition-system-resolution-problem/5580985 #5580985"]
    我想测量4个独立通道以从传感器获取信号。  对我来说、PT100比例式基准连接问题比其他传感器更具挑战性。 是否可以使用两个 ADS1220进行这一测量? 或者我是否必须使用4? 示例连接如下所示、
    1. 通道:PT100 (RTD 比例基准测量)
    2. 通道:负载单元(5V 激励和比例基准)
    3. 通道: LVDT (0-5V 比例基准测量)
    4. 通道:压力传感器(4 -20mA)
    [报价]

    您提到的测量不是简单的单端测量、因此需要4个以上的输入引脚。 我会建议每次测量使用单独的 ADC、否则需要外部多路复用器、这会使事情更加复杂。

    例如、3线 RTD 测量需要 ADS1220的全部4个输入引脚和 REF 引脚处的专用外部基准电阻器:

    负载单元测量也需要至少2个输入引脚并需要自己的外部 REF 连接才能进行比例式测量、这与 RTD 不同。

    [报价 userid="604348" url="~/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1454431/ads1220-data-acquisition-system-resolution-problem/5580985 #5580985"]此外、如果我使用分压电阻器作为10V 模拟输入范围、那么 将 PT100连接到 ADS1220输入是否存在任何问题? (例如从电阻器到地的漏电流。)[/QUOT]

    这些是完全不同的测量值。 为什么这些测量会相互干扰?

    是否有适用于您预期测量的原理图?

    此致、

    天使