[参考译文] WEBENCH®︎工具/MSP430I2020：如何为 ADC 调节设置内部 PGA

Shashikant、您好！
为什么我们需要将 LSB 电压分频四次？
这是一个或多或少任意的决议定义。 与这一点相关的方面有很多。 如果您只考虑纯 ADC 结果分辨率、那么您当然可以直接使用相应的值、达到 XG 的标称重量分辨率或相应 LSB 数。 实际上、由于 ENOB 和噪声性能、只有一个 LSB 与目标重量分辨率匹配、可能不足以真正实现 XG 的精度。 因此、它是精确度、而不是分辨率、当然、设置更高分辨率4倍的要求的值是任意的、正如所述。
2.哪种 PGA 增益设置适合在300千克称重传感器上读取？
通过将 ADC 输入范围最有效地映射到信号输入范围、可以实现任何 ADC 的最佳性能。
300千克电池可提供最大值为20mV 的电压 负载。 i2020的数据表为增益为16的 ADC 指定了+/-58mV 的输入范围。 这与 MSP430i2020 SD ADC 的增益范围非常接近。 最佳分辨率是完美的映射、这意味着输入范围+/-10mV、以匹配20mV。 如您所见、使用 MSP430i2020的可用增益选项时、除了外部 OPA 外、这种方法是唯一可行的。
3、内部或外部基准电压哪一个更好？
这个问题没有一个完美的答案。 那么、让我尝试以更通用的方式回答这个问题。 施加的基准电压值的一个重要方面同样是 ADC 范围到信号的映射。 那么、为了简单起见、我们举一个理论示例。 假设您的信号范围为0至1V。 使用1.5V 的基准电压会导致 ADC 分辨率损失1/3、因为从1V 到1.5V 的范围是浪费的。 因此、从这个角度来看、使用1V 基准电压会更好。
降低基准电压有其限制、因为分辨率的下限由 ADC 结果的噪声定义。 该噪声有多个来源、但其中一个重要来源当然是基准电压的噪声、因为所用基准的所有误差和噪声都直接转换为 ADC 结果。
因此、如果外部基准具有更好的性能并更好地将 ADC 范围与信号范围匹配、则效果会更好。
控制器的 ADC 引脚可感应的最小电压是多少？
在给定的 MSP430i2020和16增益示例中、1.2V 基准映射如下：
Vfsr =(Vref/2)/增益=(1.2V/2)/16 = 0.0375V
假设是15位 ENOB、则此最大范围为 Vlsb =(Vref/2)/(2到有效位的功率)= 17.6µV Ω。
8.8µV 16位 ENOB 4 μ H。

总之、由于可用增益为32、MSP430F47x 器件中的 SD 将更适合。
请记住、还有其他 MSP430器件、例如 MSP430F2013、也提供具有最大值的 SD 增益为32。

另一种选择是使用具有集成型 OAs、DAC 和 SAR ADC 的 MSP430 FRAM 器件、并根据输入电压范围使用可调增益、使用 DAC 进行直流偏移调整。 例如 MSP430FR2355

此致
Peter

您好、Peter、

感谢您的详细解释。

在这里、我将向大家介绍与 MSP430i2020控制器连接的称重传感器的原理图部分。

问题：e2e.ti.com/.../adc_5F00_forum.pdf

1) 1)我们是否需要在称重传感器和控制器之间使用任何外部电路。

2)希望根据我们的要求、我们选择的负载单元(PFS410、@300kg)和控制器(MSP430I2020)适合获取 ADC 读数。

3) 3)请建议我们是否需要 ADC 读数的任何其他内部设置。

4) 4)对于任何 MSP430系列控制器、是否可以使用16位 ADC 代替具有32或16增益的24位 ADC？

5) 5)我们已经考虑了模拟接地和数字接地的分离、或者是否可以使用公共接地？

谢谢你

Shashikant、您好！
1) 1)通常、低通滤波器应该足够了。
2) 2)这取决于您的要求、但如前所述、增益为32将是有利的。
3) 3)不确定、其他内部设置是什么意思。 当然、ADC 需要根据您想要使用的运行条件进行初始化。 为此、您可以使用 CCS 或我们的 ADC 网页上的应用报告和/或代码示例。
4) 4) MSP430系列中的 SD ADC 具有非常相似的基础架构。 存在一些微小的差异、但就内核的位数而言、它们是相同的。
5) 5)如果您的应用中没有高干扰能量、则将模拟与数字 GND 分开毫无意义。 更重要的是、正确的布局设计可实现良好的抗噪性和信号完整性。

此致
Peter