ZHCABK1A February 2022 – March 2024 ADS1119 , ADS1120 , ADS1120-Q1 , ADS112C04 , ADS112U04 , ADS1130 , ADS1131 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1158 , ADS1219 , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122U04 , ADS1230 , ADS1231 , ADS1232 , ADS1234 , ADS1235 , ADS1235-Q1 , ADS124S06 , ADS124S08 , ADS1250 , ADS1251 , ADS1252 , ADS1253 , ADS1254 , ADS1255 , ADS1256 , ADS1257 , ADS1258 , ADS1258-EP , ADS1259 , ADS1259-Q1 , ADS125H01 , ADS125H02 , ADS1260 , ADS1260-Q1 , ADS1261 , ADS1261-Q1 , ADS1262 , ADS1263 , ADS127L01 , ADS130E08 , ADS131A02 , ADS131A04 , ADS131E04 , ADS131E06 , ADS131E08 , ADS131E08S , ADS131M02 , ADS131M03 , ADS131M04 , ADS131M06 , ADS131M08
ADC 數(shù)據(jù)表通常報(bào)告輸入短路 (VIN = 0V) 時(shí)的噪聲。此配置提供 ADC 固有噪聲的純測(cè)量值,如果 ADC 具有集成式 PGA,則還包括放大器噪聲。此測(cè)量值不包括隨輸入信號(hào)線性變化的電壓基準(zhǔn)噪聲。不過,對(duì)于使用比例基準(zhǔn)配置的電橋測(cè)量系統(tǒng),由于往往會(huì)消除電壓基準(zhǔn)噪聲和漂移,因此這通常不是問題。
ADC 噪聲表中顯示的實(shí)際值包括數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)或持續(xù)數(shù)秒的數(shù)據(jù)。對(duì)該數(shù)據(jù)集執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分析,可確定均方根 (RMS) 值和峰峰值。對(duì)于 Δ-Σ ADC,則會(huì)針對(duì)輸出數(shù)據(jù)速率 (ODR)、濾波器類型和增益設(shè)置的各種組合(如果適用),報(bào)告這些信息。
例如,表 5-1 顯示了 ADS1235 數(shù)據(jù)表中的一部分噪聲性能信息。表 5-1 中的每一行都是一種不同的 ODR 和濾波器類型組合,而每一列表示可用的 PGA 增益。
ODR | 濾波器 | 噪聲 (μVRMS (μVPP)) | 有效分辨率(位)(無噪聲分辨率(位)) | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
增益 = 1 | 增益 = 64 | 增益 = 128 | 增益 = 1 | 增益 = 64 | 增益 = 128 | ||
20SPS |
FIR |
0.51 (2.1) |
0.032 (0.16) |
0.029 (0.16) |
24 (22) |
22.2 (19.9) |
21.3 (18.9) |
20SPS |
Sinc1 |
0.44 (2.1) |
0.025 (0.13) |
0.026 (0.13) |
24 (22) |
22.6 (20.2) |
21.5 (19.2) |
20SPS |
Sinc2 |
0.36 (1.2) |
0.02 (0.12) |
0.02 (0.1) |
24 (22.8) |
22.9 (20.4) |
21.9 (19.5) |
20SPS |
Sinc3 |
0.32 (1.5) |
0.017 (0.089) |
0.018 (0.096) |
24 (22.5) |
23.1 (20.8) |
22 (19.6) |
20SPS |
Sinc4 |
0.3 (1.2) |
0.017 (0.084) |
0.018 (0.1) |
24 (22.8) |
23.1 (20.8) |
22.1 (19.6) |
50SPS |
Sinc1 |
0.63 (3.6) |
0.04 (0.25) |
0.038 (0.23) |
23.7 (21.2) |
21.9 (19.2) |
21 (18.4) |
50SPS |
Sinc2 |
0.57 (3) |
0.033 (0.21) |
0.032 (0.18) |
23.9 (21.5) |
22.2 (19.5) |
21.2 (18.7) |
50SPS |
Sinc3 |
0.53 (2.4) |
0.03 (0.19) |
0.03 (0.17) |
24 (21.8) |
22.3 (19.7) |
21.3 (18.8) |
50SPS |
Sinc4 |
0.49 (2.4) |
0.028 (0.15) |
0.026 (0.16) |
24 (21.8) |
22.4 (20) |
21.5 (18.9) |
60SPS |
Sinc1 |
0.71 (3.9) |
0.043 (0.27) |
0.042 (0.26) |
23.6 (21.1) |
21.8 (19.1) |
20.8 (18.2) |
60SPS |
Sinc2 |
0.6 (3.3) |
0.036 (0.24) |
0.034 (0.21) |
23.8 (21.4) |
22.1 (19.3) |
21.1 (18.5) |
60SPS |
Sinc3 |
0.56 (3) |
0.032 (0.19) |
0.03 (0.17) |
23.9 (21.5) |
22.2 (19.6) |
21.3 (18.8) |
60SPS |
Sinc4 |
0.53 (2.7) |
0.031 (0.19) |
0.03 (0.18) |
24 (21.6) |
22.3 (19.7) |
21.3 (18.7) |
表 5-1 中的噪聲值以輸入為基準(zhǔn) (RTI)。ADC 測(cè)量的 RTI 噪聲是指增益后 ADC 輸入端的等效噪聲幅度。例如,當(dāng)增益 = 1V/V 時(shí),表 5-1 中的噪聲以 ±5V 范圍為基準(zhǔn)。當(dāng)增益 = 128V/V 時(shí),噪聲以小得多的 ±39.06mV 范圍為基準(zhǔn)。
表 5-1 還包括兩個(gè)從噪聲值推導(dǎo)得出的品質(zhì)因數(shù):有效分辨率 和無噪聲分辨率。ADC 數(shù)據(jù)表中的有效分辨率是指滿量程范圍 (FSR) 相對(duì)于測(cè)量中的 RMS 噪聲 VN,RMS 的動(dòng)態(tài)范圍。相比之下,ADC 數(shù)據(jù)表中的無噪聲分辨率是指 FSR 相對(duì)于測(cè)量中的峰峰值 (PP) 噪聲 VN,PP 的動(dòng)態(tài)范圍。這些噪聲參數(shù)使用方程式 20 和方程式 21 進(jìn)行計(jì)算:
例如,當(dāng)增益 = 128V/V 且 ODR = 20SPS 時(shí),表 5-1 顯示 ADS1235 有限脈沖響應(yīng) (FIR) 數(shù)字濾波器提供的噪聲性能為 0.029μVRMS 或 0.16μVPP。方程式 22 和方程式 23 使用這些設(shè)置分別計(jì)算 ADS1235 有效分辨率和無噪聲分辨率:
請(qǐng)注意,方程式 22 和方程式 23 中的結(jié)果與表 5-1 最后一列中報(bào)告的值相符。
電橋測(cè)量通常使用第三個(gè)參數(shù)來表征性能,這個(gè)參數(shù)稱為無噪聲計(jì)數(shù) (NFC),它從無噪聲分辨率推導(dǎo)得出。這對(duì)于設(shè)計(jì)要求秤測(cè)量結(jié)果中顯示的最后一位數(shù)字保持穩(wěn)定(或無噪聲)的稱重秤應(yīng)用尤其重要。使用有效分辨率目標(biāo)來設(shè)計(jì)稱重秤,可能會(huì)導(dǎo)致秤上顯示的最后一位數(shù)字不斷移動(dòng),因?yàn)橛行Х直媛驶?RMS 噪聲。
NFC 由方程式 24 定義,而方程式 25 計(jì)算給定 ADC 參數(shù)的 NFC:
具有方程式 25 所述性能級(jí)別的稱重秤可能是可以接受的,但有必要考慮該參數(shù)的定義方式。具體來說,無噪聲分辨率和 NFC 是在假設(shè) ADC 輸入使用整個(gè) FSR 的情況下計(jì)算得出的。但是,如果稱重秤系統(tǒng)不使用整個(gè) ADC FSR,系統(tǒng) NFC 性能與 ADC 噪聲表中所示的值將會(huì)不同。下一節(jié)說明了 NFC 性能的這種降低。