关于ADS1242

我在使用ADS1242开发以产品时发现，硬件使用ADS1242,基准使用LT1019-2.5,MCU使用ATMEGA32,采集电压信号的范围为0～47mV，信号精度要求1uV，使用ADS1242的内部PGA，PGA=32,BUF关闭，软件中使用自校准（偏移和增益校准）在测试时我使用一直流电位差计输出电压，分别使用我这个产品和AG6.5的万用表来测量这个电压信号，发现我这一产品显示的电压还是很稳定的，基本是1uV位跳动3个数，但精度和AG6.5对比感觉很差，而且在整个要求的电压范围内是非线性的，请问造成这个问题的原因所在？我该怎么解决？是因为增益校准方式的问题？（先将PGA=1,进行增益校准，然后再恢复用户设置的PGA？）

另外还有一问题，在实验过程中发现，在产品附近如果有电机类/继电器的感性负载工作时会使ADS1242死机，复位指令无用，时钟复位也无用，只能重新上电才可以，这该怎么解决？

Jack Li：

你好！

1）根据你的描述，你需要的noise -free bit 是17.5 bit. ( 15.52+1+1), 而且现在基本1uV位跳动3个数，这说明系统分辨率没问题。但是根据ADS1242规格书，第3页（共31页），ADS1242的integral Nonlinearity 是+/- 15ppm of FS, 这是点到点的（end point fit),  根据这参数，那不用非线性校正的位数是16.02bit. ( 24- log2( 15ppm *2^24).  从理论上讲，非线性小于分辨率了，所以你要在软件中作非线性校正。

上述参数计算不包括offset and Gain error，最好在初始化或出厂前作system offset and gain calibration.

2）如果有感性负载工作时，ADS1242没反应，要分下列情况：

1） 电机等感性负载与你的产品使用共同的220Ac电源，你要在电源输入端加强措施，如用个BNX002-1等

2） 如从输入端串入，你须在模拟输入端加些L/C等filter，或共轭filter。

最后，建议你把/PDWN (pin 4) 连到你的MCU其中空闲的I/O上，如在发生此类情况，你可以通过 PDWN拉低，再拉高，这样让内部的状态机复位，你就不用断电了。在程序中增加了可靠性。

如有更新和反馈，也跟大家共享一下！

fantao meng：

回复 Jack Li:

1，请问这个noise -free bit是怎么求出来的？具体公式的的含义都是什么？

2，还有那个非线性校正的位数任何AD都是这样算的吗？

3，你所说的非线性校正是怎么校正，是像我所做的那样拿高精度的表来进行校正？但我在校正的过程中发现一个问题，校正方法的问题，由于使用内部PGA外部并没有加放大环节，输入阻抗为5M/32，如果我将我搞的这个电路和6位半的万用表同时并联接到直流电位差计上，这时直流电位差计的输出电压会因为AD的输入阻抗不够高而造成输出电压降，由于直流电位差计并非差分输出，所以AD内部BUF无法开启，我通常的校准方式是电位差计输出直接安捷伦6.5，记录此值，而后断开安捷伦6.5，接入电路，以安捷伦6.5的显示值作为准确值，请问我这种校准方式有问题吗？

4，另外我在校准这个片子中发现，我使用Y=KX+B的函数模型来进行校准好像不能满足我的要求。

5，需要进行系统校准？我使用的是自校准的

谢谢回复

fantao meng：

回复 Jack Li:

1，请问这个noise -free bit是怎么求出来的？具体公式的的含义都是什么？

2，还有那个非线性校正的位数任何AD都是这样算的吗？

3，你所说的非线性校正是怎么校正，是像我所做的那样拿高精度的表来进行校正？但我在校正的过程中发现一个问题，校正方法的问题，由于使用内部PGA外部并没有加放大环节，输入阻抗为5M/32，如果我将我搞的这个电路和6位半的万用表同时并联接到直流电位差计上，这时直流电位差计的输出电压会因为AD的输入阻抗不够高而造成输出电压降，由于直流电位差计并非差分输出，所以AD内部BUF无法开启，我通常的校准方式是电位差计输出直接安捷伦6.5，记录此值，而后断开安捷伦6.5，接入电路，以安捷伦6.5的显示值作为准确值，请问我这种校准方式有问题吗？

4，另外我在校准这个片子中发现，我使用Y=KX+B的函数模型来进行校准好像不能满足我的要求。

5，需要进行系统校准？我使用的是自校准的

谢谢回复

Jack Li：

回复 fantao meng:

你好！

1） noise-free bit ( also called Peak-to-Peak bit) = 20log2(FSR/Vnoise p-p),   FSR为满量程输入范围，Vnoisep-p 为等效到ADC输入端的噪声的峰峰值。假设noise-free Bit=17bit, 说明在其测试的条件下，去采一个DC信号，输出码中的高17 bit 是不会跳变的，余下的地位是一直在跳动。这就决定你系统的分别率，如果此值小于INL 等效bit数， 它还决定你的系统的准确度。

2） 如果INL按照end-point 来定义的话，是的。

3） 你的电路和6位半的万用表同时并联接到直流电位差计上，这时直流电位差计的输出电压会因为AD的输入阻抗不够高而造成输出电压降，只要6.5的输入和ADC的输入接在一起，那我们应该认为两者电压相等的。那校正的值也应该是有效的。 至于测试值与实际差是另一回事。建议你还是加个AMP, 应为你要测试对象的输出阻抗比较高，但你产品在作高低温测试是，ADC输入pin的漏电电流和bias 电流是变化的，那时候你的温度测试就有可能没法通过。

4）是的，对高精度的表来说，简单的校正是满足不了的，而且Y=KX+B函数一般是用来校正offset 和gain 误差的。你去看看最小二乘法是否可行，如我没记错的话。

5） 要作系统校准，自校准只是再ADC内部给你输入短路作offset calibration, 接到基准作gain calibration, ADC前边电路的误差并没有校准到。

Have a nice day!

Jack Li：

回复 Jack Li:

你好！

补充第一个问题：noise free bit一般在产品的规格书中有，你只要找出跟你应用相同或接近的那个，即可。

fantao meng：

回复 Jack Li:

我做这个电路PCB已经设计好了，所以在这一版加AMP恐怕是不行了，但我的这个产品中要求AD的线性，所以我想通过软件来修正，当然希望测量值和实际值能尽量的接近才可以，但我该怎么做，用我之前的做法是否可以，毕竟安捷伦6位半的万用表还是可以相信的，另外我的DC输入信号是取自一电桥上，上桥臂是560欧电阻，下桥臂是100欧电阻，这时电桥的输出阻抗怎么算，是多少？

Jack Li：

回复 fantao meng:

你好！

1）用61/2的表校正应该可以。我们内部测量也是这样测试的，这不过我们是81/2表。

2） 根据戴维南， 电桥的输出阻抗是100//560, 从AIN+或AIN- 看过去。

fantao meng：

回复 Jack Li:

我的校准方式是电位差计输出直接安捷伦6.5，记录此值，而后断开安捷伦6.5，接入电路，以安捷伦6.5的显示值作为准确值，请问我这种校准方式有问题吗？

你们的校准方式也是这样的吗？

另外请你推荐几个我这个东西上可以使用的AMP，斩波稳零型？仪放？

Jack Li：

回复 fantao meng:

你好！

1) 用电位差计输出直接安捷伦6.5，记录此值，不要断开安捷伦6.5，直接取ADC的读数，这样才能保证两者的输入是相同的，否则没有比较的基础，从而没法去校正。

2） 找个Auto-zero的运发，如OPA333等，主要offset 温漂小。