【每周分享】ADC芯片ADS1262测试记录总结和分享

最近使用ADC芯片ADS1262在做一些数据测试和调试前前后后也测试了不少数据今天就与大家分享一下测试记录的总结。一、ADC芯片ADS1262的相关寄存器配置和数据测试记录主要寄存器包括1、POWER寄存器2、INTERFACE寄存器3、MODE0寄存器4、MODE1寄存器5、MODE2寄存器6、INPMUX寄存器测试结果请参考文档ADS1262寄存器配置及测试分析250724.pdf。二、ADC芯片ADS1262的相关功能验证和数据测试记录主要包括1、斩波模式关闭时采集数据偏大的原因分析主要原因软件代码配置错误导致RDRY信号的中断触发方式应为下降沿触发而不是上升沿触发2、DELAY配置及测试只有在斩波模式打开的情况下MODE0寄存器的DELAY配置才会生效此时DELAY时间会体现在ADC芯片的DRDY引脚的输出波形上即此时ADC完成一次转换的时间是DELAY时间tD(STDR)时间其中tD(STDR)为不同滤波模式不同数据速率下的转换延迟时间如下图此时实际的采样率为在斩波模式关闭的情况下DELAY配置不起作用即此时ADC完成一次转换的时间就是MODE2寄存器的DR采样率。此外测试还发现在斩波模式关闭的情况下实际采样率只受DR配置影响无论滤波模式配置了什么从下面的滤波框图可以看出ADC内部实际的滤波过程其实也不是像MODE1寄存器的FILTER配置里描述的那么单一3、GAIN配置为16或32时采样数据与理论不匹配的原因分析主要原因不同GAIN对应的差分输入电压的FSR不一样如下图比如GAIN为16时差分输入电压FSR等于2.5/160.156V。之前出现的测试现象即是因为差分输入电压处于FSR临界点位置或超出FSR范围另外回读的SPI数据里也有一个STATUS状态字节里面有监控PGA报警状态的比如配置放大器增益128GAIN配置为32回读的STATUS字节是79即PGA位产生了告警。三、ADC芯片ADS1262的斩波模式功能的数据测试记录主要包括以下不同的配置测试1、称重传感器空载PGA增益配置1DR采样率配置400SPS斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试2、称重传感器空载PGA增益配置1DR采样率配置7200SPS斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试3、称重传感器空载PGA增益配置4DR采样率配置400SPS斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试4、称重传感器空载PGA增益配置8DR采样率配置400SPS斩波模式关闭和打开的采样数据对比5、称重传感器放置一杯水PGA增益配置1DR采样率配置400SPS斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试6、称重传感器放置一个控制器PGA增益配置1DR采样率配置400SPS斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试7、称重传感器空载采集数据1000个点PGA增益配置1DR采样率配置400SPS斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试8、称重传感器空载持续运行一个晚上大概15小时左右第二天早上发现数据变化有点大采样数据有20多万个点已在项目周会上讨论过目前原因不明确需要复现后在分析。四、ADC芯片ADS1262的内部温度传感器数据读取测试记录考虑到后续可能会用上ADC芯片温度来做温度补偿操作等所以研究了ADC芯片的内部温度传感器的数据读取并进行了对应的采样数据测试。以下的温度数据没有包括温度计算公式中的25主要包括以下测试1、裸板冷启动监控ADC芯片温度变化2、ADC芯片温度采样数据和称重传感器空载采样数据分时采集3、ADC芯片温度采样数据和称重传感器空载采样数据分时采集运行一个晚上4、ADC芯片温度采样数据和称重传感器放置一个控制器采样数据分时采集运行一个晚上5、ADC芯片温度采样数据和称重传感器放置一个控制器采样数据分时采集运行半天中间人为给芯片降温6、ADC芯片温度采样数据和称重传感器放置一个控制器采样数据分时采集运行期间通过电风扇间断性给芯片降温后再关闭风扇7、称重传感器采样数据升序排序后最大最小值的差值计算。五、使用6位半仪器和ADC芯片采样数据的对比测试记录主要包括6位半采集传感器输出电压6位半采集放大器输出电压ADC芯片采集放大器输出电压主要包括如下测试1、确认了采样数据有时候抖动或偏差大的原因并非串口打印错误引起实则实际数据存在波动2、6位半仪器和ADC芯片采集放大器输出电压数据对比6位半采样率5Hz200ms串口打印间隔200ms运行一晚上空载此次测试结果两种方式的变化趋势一样但6位半采集到的数据波动更小。3、6位半仪器和ADC芯片采集放大器输出电压数据对比运行一晚上放置控制器此次测试结果两种方式的变化趋势却不一样有些奇怪。4、6位半仪器采集传感器输出电压ADC芯片正常采集下午运行近3小时空载综上从所测数据来看1、传感器输出电压会出现抖动现象2、6位半采集的数据在准确度上比ADC芯片采集的要好3、ADC芯片采集到的数据波动确实不小4、其他的暂未发现明显规律。六、ADC芯片ADS1262的噪声性能解读和数据有效位数测试记录1、ADC芯片输入噪声性能根据芯片手册里面所描述的输入噪声性能主要取决于以下配置PGA增益采样速率滤波器模式和斩波模式使用尽可能高的增益可以获取较低的输入噪声较低的采样速率可以降低输入噪声滤波器模式阶数的增加可以降低输入噪声启用斩波模式后输入噪声可以降低1.4倍左右。下图为所示条件下ADC芯片的输入噪声性能的部分数据可以看出增益越大噪声越小。2、ADC数据有效位数对比测试根据芯片手册里面所描述的不同配置下ADC数据的实际有效位数ENOB是存在差别的理论值即为32位以下进行了简单的对比测试ADC配置如下采样速率 400SPS增益 1斩波 开启滤波器模式 SINC1即对应的ENOB为22.7位近似用23位来计算进行了空载和放置一个物体的测试数据如下从以上初测结果来看不同的ENOB造成的实际差别似乎并不明显通过以下的数据也可以进行分析实际有效位是23位即无效数据位是9位按照 (无效低9位ADC数据*2.5/0x7fffffff)*1000000即可得到低9位ADC数据对应的采样电压值单位用uV表示采集数据如下图因为低9位数据最大值才0x1FF511而分母FSR值很大得到对应的采样电压值最大才0.594882uV因此对应我们这种应用场景实际用上ENOB是否可以改善采样效果有待评估。七、使用砝码进行理论重量和实测重量的对比测试记录传感器输出电压和重量对应关系近似1uv/g使用传感器输出电压反推实测重量使用6位半仪器采集传感器输出电压并统计和使用平均值进行计算所测数据如下所示不过以上的实测重量是在未校准称重传感器的情况下进行的如果我们用空载和1000g砝码进行校准然后计算得到的结果如下所示八、使用100g砝码进行ADC芯片不同增益配置的测试对比标准差和平均值使用100g重量的砝码进行了ADC芯片不同增益配置的采样电压数据测试主要看下数据处理后的标准差和平均值情况具体如下不同增益配置时的测试环境基本一致板子上电后开始采样每隔100ms取1次采集数据取10次数据后去掉最小最大值剩余8次取平均值作为一个有效点即每隔1s打印一个有效点总共输出了500多个有效点不同增益配置下500多个点求出的标准差和平均值数据如下表所示平均值电压数据如下图所示---------------------作者dffzh链接https://bbs.21ic.com/icview-3489731-1-1.html?_dsign4c5545fb来源21ic.com此文章已获得原创/原创奖标签著作权归21ic所有任何人未经允许禁止转载。