datasheet

ADC噪声性能测试和调试配置

2018-06-02来源: 电子设计 关键字:ADC

你评估过一个ADC的噪声性能,并且发现测得的性能不同于器件数据表中所给出的额定性能吗?在高精度数据采集系统中实现高分辨率需要对模数转换器 (ADC) 噪声有一定的认识和了解。有必要了解数据表如何指定噪声性能,以及外部噪声源对总体系统性能的影响方式。其中的一个噪声源示例就是我的同事Ryan Andrews在他的博文,“小心!你的ADC的性能也许只和它的电源性能差不多。”中所谈到过的电源噪声。在这篇博文中,我将会看一看基准噪声如何影响增量-累加ADC中的DC噪声性能。

如图1所示,你可以用短接至中电源电压的正负输入来指定和测量一个ADC的DC噪声性能。通过测量这个条件下的噪声,ADC输出代码内的噪声几乎不受基准电压、基准噪声或输入信号噪声变化的影响。虽然这个测试条件相对于实际应用来说是一个过于理想的情况,它的确较好地给出了一个不受某些外部噪声源影响的ADC噪声性能。

图1:ADC噪声性能测试(和调试)配置

提示:调试时,在开始其它系统噪声性能测试之前,用评估隔离式ADC噪声性能的短接输入测试来开始评估系统的噪声性能。

基准噪声如何影响ADC DC噪声性能

这个影响与ADC的基本任务相关;而ADC的基本任务就是提供一个输出代码,来表示输入信号电压与基准电压的比率。输入和基准电压都会将一个噪声项添加到这个比率中,如方程式1所示:

(1)

输入信号噪声,

,对于ADC转换结果的影响是非常直接的。ADC将捕捉未被滤除掉的任何噪声—使用外部电阻-电容 (RC) 滤波器,或者增量-累加ADC的信号滤波器进行过滤。由于

对于方程式1中的比率有直接影响,你可以在输出代码中进行观察。

提示:在评估ADC噪声性能时,由于输入信号的噪声直接影响ADC的输出结果,请确保输入信号是一个低噪声源。

然而,基准噪声,

,对于ADC转换结果的影响并不直接,这是因为

出现在分母中。当分子为零时(就与ADC输入被短接的情况一样),这个比率始终为零,而

项将不会影响比率。当分子与分母大体相等时,

将会对比率有很大的影响。当比率介于0和1之间时,

的影响由比率值来衡量。图2显示的是得出的特性运行方式。

图2:ADC和基准噪声与输入电压之间的关系

当通过使用均方根增加的方法将基准噪声添加到ADC的噪声中时,这个组合噪声是输入电压的函数,它会在正或负输入电压变大时增加。在图2中的曲线上,有几个点需要注意:

  • 点A,这是用ADC数据表中给出的短接输入测得的ADC噪声。

  • 点B,这是总带宽限制基准噪声,通常受到ADC数字滤波器带宽的限制。

如果你知道针对噪声源的噪声频谱密度和噪声带宽的话,你就能够计算出基准噪声(点B);否则的话,将一个满量程电压输入施加到ADC上,并且测量噪声性能,这样通常能够获得一个比较好的基准噪声测量值。

如何选择一个基准电压源

对于在整个ADC输入范围内实现低噪声/高分辨率性能来说,一个低噪声基准十分重要。基准噪声需求将取决于系统的目标分辨率、输入信号范围和数据速率(而这通常限制了输入和基准噪声带宽)。当噪声带宽受到较慢数据速率限制时,或者输入信号跨度被限制在ADC满量程范围内的一个较小区间内,系统能够耐受额外的基准噪声。

很多增量-累加ADC包含一个集成基准,它为大多数应用提供了充足的性能。对于要求更加严格的应用,使用一个外部基准也许可以提升输入处于正和负满量程范围附近时的噪声性能。外部高精度基准可以实现更低的噪声性能,这是因为它们的功耗更高。图3将24位ADS1259增量-累加ADC的噪声性能与内部基准源、一个外部REF5025电压源,以及一个比例换算的基准源进行比较。

图3:具有内部、外部和比例换算基准源的ADS1259噪声性能

虽然外部基准也许能够实现比集成基准更好的噪声性能,而比例换算基准配置的表现更佳。一个比例换算配置在基准电压和输入信号激励方面共用同样的电压源。通过共用一个共同的电压和噪声源,方程式1中的和往往在比率中相互抵消。

当你下次评估ADC的噪声性能时,请确保将基准噪声效应考虑在内。此外,只要传感器需要一个激励源,比例换算测量实现方式应该成为你的首选。

关键字:ADC

编辑:王磊 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2018060220240.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:甲醛污染已经成为威胁人类健康水平和幸福指数的重要因素
下一篇:学习探头选型指南方案,如何选好探头呢?

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

LPC1768菜鸟学习之ADC

要使用ADC功能,就要在PCONP选择选PCADC,在PINSEL选择对应管脚为ADC管脚。   LPC1768有8个引脚复用为A/D输入脚。   12位主次逼近式模数转换器;    测量范围:0~VREFP(通常为3V;不超过VDDA);要使用的寄存器:   A/D控制寄存器 ADCR   A/D全局数据寄存器 ADGDR  用来存储最近一次A/D转换的结果,各个通道都有自己的数据寄存器ADDR0 ~ADDR7以下面的实例来说明。LPC1768板子上有个电位器与AD0.5相连接,调节电位器就可以改变AD
发表于 2018-11-30

tq2440 adc+中断 驱动

  基于tq2440开发板,内核2.6.30  功能  能进中断了,而且通道2读出来的数据也正确。  点击触摸屏的时候可能会混淆。因为触摸屏用的也是 adc-irq .  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include  #include
发表于 2018-11-26

STM32单片机之ADC学习经验总结

 因为公司的产品上需要使用AD来检测电池电压,要求不是很高,突然想用下DMA+ADC+TIM,以前以为很简单,实际使用中让我觉得很惭愧,遇到的问题让我一下子蒙了,不停的查资料,不停的测试,终于一个一个的问题都解决了,同时对STM32的ADC有了新的认识,并且打算再闲暇时间内将STM32的资源尽量的实践下。我用的是STM32F4 来调试ADC3+DMA+TIM1(单通道),首先我先查看了下DMA的资料,之后参考官方提供的ADC3+DMA很快可以正常读取数据,之后我直接添加定时器触发AD转换,结果失败,我开始查资料看手册,逐渐对这三者之间的关系有了一个认识首先定时器产生触发信号,AD检测到转换信号后开始转换,每转换一次就通
发表于 2018-11-19

教你如何来看单片机外设A/D转换器ADC0804时序图

如图,为单片机AD转换器的一种:ADC0804单片集成A/D转换器。它采用CMOS工艺20引脚集成芯片,分辩率为8位,转换时间为100µs,输入电压范围为0~5V。芯片内具有三态输出数据锁存器,可直接接在数据总线上。 各引脚名称及作用如下:VIN(+),VIN(-)——两模拟信号输入端,用以接收单极性、双极性和差模输入信号。DB7~DB0——具有三态特性数字信号输出口。AGND——模拟信号地。DGND——数字信号地。CLK——时钟信号输入端。CLKR——内部时钟发生器的外接电阻端,与CLK端配合可由芯片自身产生时钟脉冲,其频率为1/(1.1RC)。CS#---片选信号输入端,低电平有效,一旦CS#有效,表明A/D转换器
发表于 2018-11-19
教你如何来看单片机外设A/D转换器ADC0804时序图

风靡全球的CADCAM软件——Vero Software

原因主要有两点,强大的软件产品家族与广泛的行业涵盖。 强大的产品家族随着市场需求的增加,一种软件打天下的局面早已不复存在,Vero软件就拥有强大的产品系列,产品覆盖设计、编程、仿真的各个环节,可以为用户实现从设计到加工一体化解决方案,公司知名CAD/CAM解决方案十余种。 目前在中国广受青睐的有VISI设计加工一体化解决方案,WORKNC高效的大型曲面加工解决方案, EDGECAM智能化数控编程解决方案, WORKXPLORE高效的可视化三维浏览器, Radan专业的钣金加工解决方案和SMIRT 专业的冲压模具检视与加工解决方案等等。           
发表于 2018-11-19
风靡全球的CADCAM软件——Vero Software

stm32f429三通道ADC配置

static void Rheostat_ADC_GPIO_Config(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//2.3.4// ʹÄÜ GPIO ʱÖÓRCC_AHB1PeriphClockCmd(RHEOSTAT_ADC_GPIO_CLK, ENABLE);// RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);// ÅäÖà IO PA0GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RHEOSTAT_ADC_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode
发表于 2018-10-17

小广播

更多相关热搜器件

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
pt type="text/javascript" src="//v3.jiathis.com/code/jia.js?uid=2113614" charset="utf-8">