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ΔΣADC的疑惑,求解答!

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

一直对ΔΣADC的一些术语有些模糊,因此在这样地方希望TI的专家们能帮助我理清思绪,不在纠结,顺利进行设计。问题如下:

1、在ΔΣADC的说明中,会有Data Rate的说明,数据速率,这个具体的指标指ADC的采样速率还是ADC转换后的数据输出速率?比如ADS1258Auto-Scan Data Rate:23.7K

2、因为现在我们实际需要在10ms内完成8通道的数据采集和数据传输到处理器,如何利用在ΔΣADC的说明中计算,是否速度满足10ms的要求,比如ADS1258?

谢谢,专家们,概念理不清!

楼主您好,

1,Data Rate是指转换后的数据输出速率,因为delta-sigma ADC内部是过采样。

2, 10ms内完成8通道的数据采集,这个是通道切换的周期,跟Data Rate不是一个概念。

专家你好,在ADS1258中,说明有:

The converter provides a maximum channel scan rate of 23.7kSPS, The ADC channel
complete 16-channel scan in less than 700μs.

是否是说,可以在小于1ms时间内完成所有8差分通道的数据采集?如果是的话,在完成数据采集后需要将数据通过串口输出到处理器,采用SPI接口,

8通道数据,每个通道数据32位,这样需要SPI每次输出32*8=256个数据,如果此时数据输出率为23.7K,这样输出全部256个数据需要时间为T=1/23.7K*256ms=10.8ms。我这样理解对吗?谢谢!

Hi

    这个说明之前的计算式正确的。

    每一通道的数据率是23.7kSPS, 那么每一通道一个数据需要的转换时间是1/23.7k,  那么8个通道需要的时间是16*1/23.7k= 0.6752mS=675.2uS.

你好,你给出计算是通道扫描的计算吧!我后半部分关于SPI数据发送的计算是否正确?

Hi

     每一通道的数据率是23.7kSPS, 那么每一通道一个数据需要的转换时间是1/23.7k, 这个数据是至少包括24SCLK周期的DOUT数据的,所以不需要乘以数据位32.

     

谢谢你的耐心解答,我还有个问题,

1、在配置16个输入为8差分时,AINCOM如何处理,接地还是悬空?

2、另外在差分模式下MUXOUTP和MUXOUTN输出接全差分运放放大器THS4521,然后输出到ADCINP和ADCIN的ADC输入端,这样的设计是否存在潜在问题?

说明:ADS单电源供电5V,参考源使用5V基准源!谢谢

Hi

   配置为差分时,AINCOM可以接GDN, 事实上在差分输入时,是用不到AINCOM, 那么它对应的开关应是OFF状态。

Hi

   我觉得用THS4521应该是没有问题的,但是TIdatasheet和一些文件上提供的是OPA365,  比较推荐你选用较为成熟的方案。

   或者你有看到这类搭配的参考也是可以的,否则建议你申请免费样片测试一下。

你好,在参考设计中OPA365的放大倍数始终为大于1,而我们传感器信号已经很大,可能还需要衰减,OPA365似乎不能满足我们的需要?

Hi

   那就如之前建议,可以用THS4521测试,芯片可以到TI网站上申请。

   不过通常而言,ADC模拟输入端已经限制了模拟输入信号的最大幅值,如果您模拟输入端的信号太大,需要再在前边增加电路,如datasheet中采用分压电阻,而事实上采用运放也可以的。

你好,专家,在阅读PDF时,提到ADS1258的多路复用器的full-scale range为2.13*Vref,如果供电电压为5V,参考基准为5V,则配置成差分模式,则可以输入的差分信号输入范围为±10.65V,这样理解对不?但是又有个绝对电压范围:AVSS – 100mV < (Analog Inputs) < AVDD + 100 mV,如果这样的话,我传感器输出±10V是否可以直接接入多路复用器,还是需要分压?

补充,传感器输出为±10V的差分信号!

根据(Analog Inputs) < AVDD + 100 mV这个条件,输入的共模电压不能大于5.1V,所以如果同相或者反相输入端共模电压不满足都无法直接接入,需要通过运放或者分压

full-scale range为2.13*Vref是什么含义?

Hi

   满刻度定义是±1.06 VREF,当Vref=5时, 就是+/-5.3V,  即10.6V.

   当输入电压范围是-5.3V~5.3V时, 就可以实现满刻度,而实际上差分输入的绝对值只有5.3V, 即当一个输入脚是5.3V时,另一个脚位0V, 此时可以得到正的或者负的5.3V, 就以及是达到满刻度的10.6V.

Hi

   满刻度定义是±1.06 VREF,当Vref=5时, 就是+/-5.3V,  即10.6V.

   当输入电压范围是-5.3V~5.3V时, 就可以实现满刻度,而实际上差分输入的绝对值只有5.3V, 即当一个输入脚是5.3V时,另一个脚位0V, 此时可以得到正的或者负的5.3V, 就以及是达到满刻度的10.6V.

另外,2.13*Vref是针对差分来说,输入的差模信号范围是±1.06*Vref=±5.3V,差模的范围是+5.3V-(-5.3V)=10.6V,而不是±10.6V

你好,你的解释好像只针对ADC模拟输入端,现在在多路复用器的前端,是否能接受±10V差分信号?因为按照datasheet说法,多路复用器最大输入电压为5.1V,而此时差分信号的输入如果一端的电压为10v ,肯定超过多路复用器的耐压范围。

只要分别考虑差模的输入电压范围和共模的输入电压范围即可,实际设计的时候注意留出一定裕量。

按照你的例子来看,

条件1:±10V的差分信号是10.6V的差分范围内,满足。

条件2:如果差分的两端的共模电压小于5.1V(-5.1V),那是可以接入;反之,不能接入。

你好专家,我感觉你们一直在讨论ADC的输入范围,而我问的是多路复用器的输入,还有共模电压如何计算?

Hi

  多路复用器的输入范围就是ADC模拟输入的范围。

  你将的共摸电压计算是只AINCOM 脚的电压吗?或者其他?

Analog inputs先进入MUX

另外共模电压简单的理解是相对系统参考地的电压,这个与你实际的设计有关,比如差模电压Vdif=Vp-Vn=10V,那么Vp、Vn对地可能为6V、-4V或者5V、-5V

我指的共模电压是指差分信号的共模电压如何计算?和求平均吗?还有差分信号是大小相等、相位相反的一对信号,如过AIN+为5V,那么AIN-是不是为-5V?还是说差分信号AIN+和AIN-的对地电压始终为大于零,只不过两则相减才出现负值的可能,本身差分对每个信号都是对地大于零的?

Hi

   你所指的就是差分输入电压,就差分输入VIN+与Vin-的差值,VIN+与Vin-可以为AVSS – 100mV到AVDD + 100mV的任何电压,而差值范围就是+/-1.06Vref.

Hi

   在单电源供电时,GND为0V, AVDD为5V.

   如上VIN+与Vin-的差值可正可负,如上而差值范围就是+/-1.06Vref.

   例如VIN+与Vin-为5V和0V时差分得到5V,   VIN+与Vin-为0V和5V时差分得到 -5V.

gengxin li

我指的共模电压是指差分信号的共模电压如何计算?和求平均吗?

==>我的理解是,如果系统参考参考地是AVSS,那么Vp和Vn共模电压就是对AVSS的电压即(Vp-Vss),(Vn-Vss).

还有差分信号是大小相等、相位相反的一对信号,如过AIN+为5V,那么AIN-是不是为-5V?

 ==>Yes.

还是说差分信号AIN+和AIN-的对地电压始终为大于零,只不过两则相减才出现负值的可能,本身差分对每个信号都是对地大于零的?

==>对地并不是始终大于零,可以小于0的.

FOR:如果差分的两端的共模电压小于5.1V(-5.1V),那是可以接入;反之,不能接入。

如果按照你的理解,则AIN0–AIN15的每个引脚只能接受0到5.1V电压,不能严格接入负电压,比如在AIN0接入-3.5V,可以这样理解吗?

Hi

    如果差分的两端的共模电压小于5.1V(-5.1V),那是可以接入;反之,不能接入。如果你采用单电源供点是可以这样理解的。

    准确的理解是AVSS – 100mV AVDD + 100mV, 在双电源供电时AVSS可以取-2.5V,AVDD取2.5V。这样AIN0–AIN15的每个引脚只能接受-2.6V到2.6V电压.

楼主,

抱歉,造成误解,我意思是AINx绝对值小于5.1V,也就是-5.1V<VINx<5.1V之间,是可以接入负压的

gengxin li

FOR:如果差分的两端的共模电压小于5.1V(-5.1V),那是可以接入;反之,不能接入。

如果按照你的理解,则AIN0–AIN15的每个引脚只能接受0到5.1V电压,不能严格接入负电压,比如在AIN0接入-3.5V,可以这样理解吗?

你好,

你好,上图电路就是ads1278推荐的单端转差分驱动电路,现在的问题是上电测量VIN端有1.67V的电压,AINP和AINN之间的压差也是1.67V。片子VOCM管脚我加了一个2.5V的直流参考电平,这时候就导致如果在VIN端加交流信号会叠加一个1.67V的直流电平,而AINP和AINN所出来的差分信号不是以2.5V为基准的差分交流信号。

我想问一下,上图给出的ths4521单端转差分电路是正确的吗,好像和ths4521的datasheet里面的单端转差分原理图(如下图)不一致吧。

另外,想请教一下ads1278高速模式和高精度模式下所能得到的最高精度是多少。根据你们给的信噪比和精度之间换算的公式,高精度模式最高精度能达到18位,高速模式达到17位,是不是这样的。

能否尽快给我一个答复,ti论坛回复速度实在太慢了,能否给电话联系我。13623901470,谢谢。

你好,

你好,上图电路就是ads1278推荐的单端转差分驱动电路,现在的问题是上电测量VIN端有1.67V的电压,AINP和AINN之间的压差也是1.67V。片子VOCM管脚我加了一个2.5V的直流参考电平,这时候就导致如果在VIN端加交流信号会叠加一个1.67V的直流电平,而AINP和AINN所出来的差分信号不是以2.5V为基准的差分交流信号。

我想问一下,上图给出的ths4521单端转差分电路是正确的吗,好像和ths4521的datasheet里面的单端转差分原理图(如下图)不一致吧。

另外,想请教一下ads1278高速模式和高精度模式下所能得到的最高精度是多少。根据你们给的信噪比和精度之间换算的公式,高精度模式最高精度能达到18位,高速模式达到17位,是不是这样的。

能否尽快给我一个答复,ti论坛回复速度实在太慢了,能否给电话联系我。13623901470,谢谢。

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