ZHCABK2A March   2022  – March 2024 ADC128D818 , ADS1000 , ADS1000-Q1 , ADS1013 , ADS1013-Q1 , ADS1014 , ADS1014-Q1 , ADS1015 , ADS1015-Q1 , ADS1018 , ADS1018-Q1 , ADS1100 , ADS1110 , ADS1112 , ADS1113 , ADS1113-Q1 , ADS1114 , ADS1114-Q1 , ADS1115 , ADS1115-Q1 , ADS1118 , ADS1118-Q1 , ADS1119 , ADS1120 , ADS1120-Q1 , ADS112C04 , ADS112U04 , ADS1130 , ADS1131 , ADS1146 , ADS1147 , ADS1148 , ADS1148-Q1 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1158 , ADS1216 , ADS1217 , ADS1218 , ADS1219 , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122U04 , ADS1230 , ADS1231 , ADS1232 , ADS1234 , ADS1235 , ADS1235-Q1 , ADS1243-HT , ADS1246 , ADS1247 , ADS1248 , 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 , ADS1281 , ADS1282 , ADS1282-SP , ADS1283 , ADS1284 , ADS1287 , ADS1291 , LMP90080-Q1 , LMP90100 , TLA2021 , TLA2022 , TLA2024

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 引言
  5. 数据表时序和命名规则
  6. Δ-Σ ADC 中是什么导致转换延迟?
  7. 数字滤波器操作和行为
    1.     8
    2.     9
    3. 4.1 ADC 操作导致的数据不稳定
  8. 影响转换延迟的 ADC 功能和模式
    1. 5.1 第一次转换与第二次及后续转换延迟
    2. 5.2 转换模式
    3. 5.3 可编程延迟
    4. 5.4 ADC 开销时间
    5. 5.5 时钟频率
    6. 5.6 斩波
  9. 模拟稳定
  10. 关键要点
  11. 周期时间计算示例
    1. 8.1 示例 1:使用 ADS124S08
    2. 8.2 示例 2:更改转换模式
    3. 8.3 示例 3:更改滤波器类型
    4. 8.4 示例 4:更改时钟频率
    5. 8.5 示例 5:启用斩波并减少每通道转换次数
    6. 8.6 示例 6:使用不同的系统参数扫描两个通道
    7. 8.7 示例 7:使用 ADS1261
    8. 8.8 示例 8:使用 ADS1261 更改多个参数
  12. 总结
  13. 10修订历史记录

示例 6:使用不同的系统参数扫描两个通道

表 8-6 列出了用于确定示例 6 中周期时间的系统参数:

表 8-6 示例 6 的系统参数
参数
ADCADS124S08
时钟频率4.5MHz
通道数2
通道 1 (CH1)ODR800SPS
滤波器类型低延迟
转换模式持续
可编程延迟14 ∙ tMOD(默认)
斩波启用
每通道转换次数2
通道 2 (CH2)ODR200SPS
滤波器类型Sinc3
转换模式单次
可编程延迟256 ∙ tMOD
斩波禁用
每通道转换次数3

示例 6 针对两个通道分别采用了不同的参数。这要求单独分析 CH1 和 CH2 以确定它们各自的扫描时间 tCH1 和 tCH2

为了确定 tCH1,不妨假设 ADC 采用 800SPS 工作,使用了低延迟滤波器,在连续转换模式下工作,选择了默认可编程延迟并启用了斩波。此外,此系统不使用 4.096MHz 的默认时钟频率 fCLK,而是要适应 4.5MHz 的新时钟频率 fCLK_NEW

首先,确定 CH1 在 800SPS 条件下使用 ADS124S08 低延迟滤波器时的第一次转换延迟 tFC_CH1。即使对 CH1 使用连续转换模式,第二次及后续转换延迟也不适用,因为这里启用了全局斩波功能。虽然本文档中并未显示,但是 ADS124S08 数据表标明了使用低延迟滤波器且 ODR = 800SPS 时 tFC_CH1 = 360 ∙ tMOD 个周期。使用以 tMOD 个周期而非毫米表示的转换延迟可以简化计算,因为 tMOD 周期数与时钟频率无关。

tFC_CH1 指定的时间包括 ADC 开销,但不包括可编程延迟 tDELAY。使用 tDELAY = 14 ∙ tMOD 的默认值时,CH1 的第一次总转换延迟 tFC_CH1_TOTAL方程式 26 计算得出:

方程式 26. tFC_CH1_TOTAL = tFC_CH1 + tDELAY = 360 ∙ tMOD + 14 ∙ tMOD = 374 ∙ tMOD

接着,方程式 27 计算了使用 ADS124S08 时以 fCLK_NEW 表示的一个 tMOD 周期:

方程式 27. tMOD = 16 / fCLK_NEW

当 fCLK_NEW = 4.5MHz 时,tMOD = 3.56µs。因此,tFC_CH1_TOTAL = 374 ∙ 3.56µs = 1.331ms。

节 5.6中所述,启用全局斩波时,每个转换结果都是两次转换的平均值。由于输入交换,生成每次转换的数据需要 1 ∙ tFC_CH1_TOTAL,因此启用全局斩波时第一次转换结果需要 2 ∙ tFC_CH1_TOTAL。不过,在连续转换模式下,前一个转换可以与下一个转换求平均值,以生成第二个转换结果。因此,第二个转换结果仅受到 1 ∙ tFC_CH1_TOTAL 的影响。图 8-6 显示了此行为对 CH1 中每个转换结果的转换延迟有何影响。

GUID-20220201-SS0I-RTNH-LRTW-PJ5MP6P7RKZL-low.svg图 8-6 示例 6 中 CH1 的时序图

图 8-6 显示了 CH1 的扫描时间 tCH1方程式 28 来计算:

方程式 28. tCH1 = 3 ∙ tFC_CH1_TOTAL = 3 ∙ 1.331 ms = 3.993 ms

请注意,尽管 tCH1 由 3 ∙ tFC_CH1_TOTAL 组成,但 CH1 仅会产生两个转换结果。具体来说,这是因为启用了全局斩波并采用连续转换模式。

为了确定 tCH2,不妨假设 ADC 以 200SPS 采样,使用了 sinc3 滤波器,在单次转换模式下工作,可编程延迟为 256 ∙ tMOD 并启用了斩波。此外,CH2 也使用来自 CH1 的相同时钟频率,其中 fCLK_NEW = 4.5MHz。

首先,表 5-1 标明了以 200SPS 使用 ADS124S08 sinc3 滤波器时,CH2 的第一次转换延迟 tFC_CH2 等于 3905 ∙ tMOD 个周期。使用以 tMOD 个周期而非毫米表示的转换延迟可以简化计算,因为 tMOD 周期数与时钟频率无关。

tFC_CH2 指定的时间包括 ADC 开销,但不包括 tDELAY。使用 tDELAY = 256 ∙ tMOD 的示例值时,CH2 的第一次总转换延迟 tFC_CH2_TOTAL方程式 29 计算得出:

方程式 29. tFC_CH2_TOTAL = tFC_CH2 + tDELAY = 3905 ∙ tMOD + 256 ∙ tMOD = 4161 ∙ tMOD

因此,tFC_CH2_TOTAL = 4161 ∙ 3.56µs = 14.813ms,因为当 fCLK_NEW = 4.5MHz 时,针对 CH1 计算得出 tMOD 为 3.56µs。此外,使用单次转换模式意味着,CH2 所需的所有三个转换结果都受到第一次转换延迟的影响。假定用户在上一个转换结果就绪后立即在 CH2 上开始下一次转换,方程式 30 计算 tCH2

方程式 30. tCH2 = 3 ∙ tFC_CH2_TOTAL = 3 ∙ 14.813 ms = 44.439 ms

最后,由于斩波技术,因此 CH2 无需考虑额外的延迟。通过对每个通道的扫描时间求和,方程式 31 可以计算出周期时间 tCYCLE

方程式 31. tCYCLE = tCH1 + tCH2 = 3.993 ms + 44.439 ms = 48.432 ms

最终,本示例中 5 个转换结果的周期时间为 48.432ms。图 8-7 显示了给定设计参数下示例系统的时序图。

GUID-20220201-SS0I-SHJQ-NLDQ-HJWTG1DS5DMH-low.svg图 8-7 示例 6 的完整时序图