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ADS131E08: 数据转换错误

Part Number:ADS131E08Other Parts Discussed in Thread:ADS131A04, , , ADS131M08

各位专家好!

    我最近在用ADS131E08和ADS131A04两款不同的ADC进行数据采集,主要是采集电器的电流行为。

    但采集过程中发现E08单独采集的数据与A04在一个波形比较稳定的小、突变电压(这个电压变化比较稳定)下,有比较大的出入。(示波器和直觉都认为E08是错误的)

    但比较奇怪的是,当E08与A04,在并联在同一个输入同时工作时,转换结果就正确了;而A04关闭电源后并联,E08又出错了。

    我的配置是,E08采用内部基准电压2.4V;MCU是ESP32,目前还在采用逻辑分析仪,解析数据。两个板子是分离的。

    数据采集如下图:

Amy Luo:

您好,

您给出的三幅图中横坐标是什么?

您的意思是说 ADS131E08 采集的信号幅值与实际输入信号幅值相比偏低是吗?它们的LSB值一样吗?或者说它们的增益和基准电压设置的一样吗?设置的采样率一样吗?

ADS131E08 您设置的增益是多少?您输入信号的最大频率是多少?ADS131E08 增益的设置会限制信号的带宽,如果信号上升沿变化比较快的话,信号频率就会比较高,那么PGA也会降低采集信号的幅值;

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Zijian Wang:

非常感谢您的回复。

横坐标是采样点数目,纵坐标是ADC数值。增益、采样频率相同。但基准电压用的是内部基准电压,不相同。

我的意思是,他们对相同的输入,单独采集时得到的波形完全不一样。A04采出的波形上下对称,就是对的,而E08采出来,直接少了下半部分。但很神奇的事情是,当两个不同的ADC并联同时工作时,E08采到的波形对了,而并联时,A04断电,E08采集的又不对了。

我也用过ADS131E08S,也存在相同的情况,与A04并联就对了,单独采集却不对。

我的采集输入是电流互感器,感应火线电流,然后用采样电阻,转换成电压;互感器变比为2000:1,对母线的干扰可以忽略不计。也是电流监控的常见方案。

这个问题真的挺诡异,但我被卡了很久了,而且也是,我用E08以后才遇到的问题。

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Zijian Wang:

我也在想,是否要换成ADS131M08,再试一下。会不会避免掉这种情况。之前用ADS131A04,和ADI家的AD7768,都没遇到过这种问题。T_T

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Amy Luo:

原来是指负的尖峰信号,抱歉刚开始没有注意到ADS131E08不能采集负的尖峰信号;

ADS131E08单独采集时,输入电路是怎样的?两种ADC并联采集时,输入电路是怎样的?您可以给出两种情况下的电路图吗?

单独使用ADS131E08时,使用内部测试信号看它是否可以正确采集?

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Zijian Wang:

谢谢您!

输入电路我这里有一个草图。两个ADC并联在输入电路上,保证两端电压相同。火线接电器,是一个稳定的LED灯。

我去看一下您提的这个内部测试信号~

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Zijian Wang:

我这边,将电灯的电流增大时,发现一个有趣的现象。(虽然依然是E08单独测试时,不太对,但并联测试时正确)

采样波形如下面两个图:

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Zijian Wang:

丢失的尖峰是正负,在于连线的方向。这次方向与之前相反了。

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Zijian Wang:

可以看到,相比小电流,丢失的峰稍微回来一点点。

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Zijian Wang:

我也试了一下,单独使用ADS131E08时,使用内部测试信号,可以正常显示方波。而且两个同时输入测试电压的通道,转换后幅值差别不大。

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Amy Luo:

使用内部测试信号可以正确测量,那么应该是外接电路的原因;

两种ADC对输入信号都有输入共模电压要求,这里您是怎样考虑的?被测回路是怎样与ADC共地的?

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Zijian Wang:

你好,谢谢你的回复!

我之前确实没有将被测回路与ADC共地,导致测试发生了偏差。之前我在使用其他两款ADC时,没有共地也能正常测试。最近按照m08,和a04手册中的电流测试前端修改了电路。

但当我共地以后,我发现新的奇怪的现象,而且E08与A04并联以后,波形发生比较大的变化:

当我的LED灯电流较小时,E08单独测试,无法采集到波形,波形如下(橘色点为单独测试,蓝色为与a04并联测试)。

当将电灯电流增大时,修改电路后的E08可以采集到波形,但也能看出,首先幅值不一样,其次,在波形(也就是电流值)变小时,丢掉了一些细节(A04单独测试的波形与E08并联下测到的比较一致):

上面的现象稳定存在。

我好奇,为什么小电流下E08采不到波形(这样采集到的功率会差别很大)?与A04并联,是不是相当于放大了电压?

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Amy Luo:

我不清楚需要采集信号的幅值范围是多少,E08与A04两个ADC的共模输入范围是不一样的,E08的共模输入范围如下截图,它至少需要是AVSS+0.3V,而A04可以到AVSS;我想小电流下E08采不到波形,可能与这个有关,建议检查下输入信号范围是否满足ADC要求;

E08内部集成了PGA,PGA的带宽与增益有关,看下是不是PGA限制了信号的带宽,使得采集幅值降低?

两个ADC的输入电路是怎样的?仅是将采样电阻两端的电压信号直接引入ADC模拟输入管脚吗?

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