[参考译文] TIDA-01471：8通道 IEPE 振动传感器 DAQ

您好 Jorge、

如果信号带宽为15kHz 至20kHz、则可能需要采样速度高于64kSPS。 请注意、更高的采样率会提高 SNR、并且需要更大的功率和更高的速度 SPI。

在此速度下、多路复用系统可能具有挑战性、我认为这会降低转换器和前端的预期性能 我们在这里讨论的是18b 的 ENOB、不是那么多以更高速度运行的多路复用系统能够实现如此高的分辨率。 支持开关瞬态所需的高速放大器会向信号路径注入大量噪声。

如果您要查看8通道实现、我建议如下：

-根据 ADS1274使用2 x 4通道、ADS1274是使用相同 ADC 内核进行4通道同步采样的器件。 这样、您就可以享受集成(功耗和封装)的优势以及独立通道(更高 SNR)的优势

-如果不需要可变增益、我建议降低可变增益级以提高 SNR。 或者、如果确实需要、则最好使用低噪声 VGA。

-我建议使用一个更简单的电流源而不是 XTR。 它可以是固定电流(2或4mA)、也可以是可变电流。 我将很快发布一篇文章、介绍该电路中将使用的高侧电流源的替代电路。 下面显示了简单的固定电流。

- 与 TIDA-01471中的 REF6225一起使用时、您还可以使用新的 REF3425

4通道电路如下所示：

电流源如下所示：

您好 Jorge、

如果您要在多路复用架构中使用 Σ-Δ 转换器(如 ADS127L01)、请务必注意：Σ-Δ 转换器集成了数字滤波器、应用于连续转换、滤波器假设所有样本都属于同一通道。 如果转换器与多路复用通道一起使用、则必须在通道之间清空数字滤波器、并且在通道之间会有多个周期的延迟。 例如、如果在多路复用模式下使用 ADS127L01、则最大采样频率将约为100kSPS、而不是512kSPS、仅在给定您提到的带宽的情况下、这可能足以对2个通道进行多路复用。 此外、用于实现最短延迟的滤波器不是 IEPE 传感器应用所青睐的平带滤波器、这意味着 ADC 之后需要进一步的数字处理。

替代方法是改用 SAR ADC (例如 ADS8900B 转换20b @ 1MSPS)、或选择前面提到的同步采样。

TIDA-010045使用 MSP432的内部14b ADC、当全速运行时、TIDA-010045将实现大约11b 的 ENOB、因此它适用于具有成本效益的低性能应用。 我假设您的"DAQ"模块需要更高的性能。

此致、

如前所述、MUX 似乎更适合置于比例调节/HPF 之后、这意味着我们有3V 信号可进行多路复用。 我想说 TMUX1108 应该适合8个通道。 但为了避免任何意外、必须事先进行一些仿真。 信号链的完整 TINA-TI 电路模型可在 TIDA-01471 文件夹中找到。

您好、Goerge、

建议的电流源非常简单、可能足以满足应用需求。

我不清楚"电流源的共模电压"是什么意思、它是输出直流电平吗？ 这是由负载设置的、如在 IEPE 传感器情况下、应处于电流源的顺从范围内。

一般而言、IEPE 传感器所需的电流源规格为：

- 4mA 最小电流、可能会根据电缆长度而升高、对于某些传感器、可能会降低。

- 0-22V 合规范围(取决于传感器直流偏置范围和输出范围)

- 24V 最小电源电压

-~1uV rms 噪声(通过 TIDA-01471中的给定前端实现17 ENOB)

- 20kHz 时输出阻抗大于300k Ω

对于 IEPE 传感器应用、绝对精度、漂移在性能中不起重要作用、因为 IEPE 传感器输出级直流和增益不依赖于激励电流。

有许多不同的拓扑可用于实现电流源、 本 ADJ 文章中提到了其中一种拓扑。

此致、

Ahmed