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
导致 ADC 转换延迟的另一个因素是 ADC 开销时间。此时间取决于 ADC 指示新的转换结果就绪之前处理转换数据所需的任何内部 ADC 功能。ADC 开销时间由 ADC 设计定义,因此用户无法进行更改。
与可编程延迟时间不同,每次稳定数据变为可用时,都需要 ADC 开销时间。不过,转换过程会在 ADC 开销时间开始时启动,这样 ADC 开销时间只会增加至第一次转换期间的转换延迟。图 5-4 以红色突出显示 ADC 开销时间,及其在连续转换模式下 ADS124S08 低延迟 滤波器每个转换周期中发生的时间。
重要的是,图 5-4 确认 ADC 开销时间仅影响第一次转换期间的转换延迟。第二次及后续转换结果必须能够适应 ADC 开销时间,但转换过程会与 ADC 开销时间同时开始,这样总体转换延迟便等于 1 / ODR。
高阶滤波器遵循相似的模式。图 5-5 以红色突出显示 ADC 开销时间,及其在连续转换模式下 ADS124S08 sinc3 滤波器的转换过程中发生的时间。
图 5-5 中不稳定的 sinc3 数据无需 ADC 开销时间,因为该数据在第一次和第二次转换周期后尚未准备好进行处理。相反,ADC 开销会在第三次转换周期结束后开始,然后在每个第二次及后续转换周期结束后立即开始。不过,对于第二次及后续数据,转换过程会与 ADC 开销时间同时开始,因此它并不影响总体转换延迟。最终结果就是使用 ADS124S08 sinc3 滤波器时,开销时间仅影响第一个转换延迟,就像图 5-4 中的低延迟滤波器那样。
ADC 开销时间的一个重要特性是,它通常需要固定的 ADC 时钟周期,因此可以独立于 ODR。这意味着,随着 ODR 增加,ADC 开销时间往往会占用更大比例的总体转换延迟。为了验证这个说明,请参阅表 5-1 中的 ADS124S08 sinc3 转换延迟值。如表格注释 #3 所述,转换延迟中不含可编程延迟。因此,使用 sinc3 滤波器时的 ADS124S08 第一次转换延迟值由三个转换周期加上 ADC 开销时间组成,如图 5-5 所示。由于转换周期只是为第二次或后续转换指定的时间,所以可以使用方程式 14 计算 ADS124S08 sinc3 滤波器开销时间 tADC_OVERHEAD:
其中
考虑以 tMOD 周期数表示的 tADC_OVERHEAD 很有帮助,因为转换延迟值(以微秒为单位)可能包含会导致结果变模糊的舍入误差。不过,如果 ADC 数据表没有以 tMOD 周期数形式量化转换延迟,可以使用以毫秒表示的转换延迟值。在这种情况下,请将方程式 14 中的变量替换为以毫秒为单位的相应转换延迟值。
表 5-4 使用方程式 14 来计算使用 ADS124S08 sinc3 滤波器时所有 ODR 的 tADC_OVERHEAD。表 5-4 还计算了 tADC_OVERHEAD 所占的总转换延迟比例。
ODR (SPS) | tMOD(FC) (tMOD PERIODS) | tADC_OVERHEAD (tMOD PERIODS) | % 的占比 |
---|---|---|---|
2.5 | 307265 | 65 | 0.02% |
5 | 153665 | 65 | 0.04% |
10 | 76865 | 65 | 0.08% |
16.6 | 46145 | 65 | 0.14% |
20 | 38465 | 65 | 0.17% |
50 | 15425 | 65 | 0.42% |
60 | 12857 | 65 | 0.51% |
100 | 7745 | 65 | 0.84% |
200 | 3905 | 65 | 1.66% |
400 | 1985 | 65 | 3.27% |
800 | 1025 | 65 | 6.34% |
1000 | 808 | 40 | 4.95% |
2000 | 424 | 40 | 9.43% |
4000 | 232 | 40 | 17.24% |
对于表 5-4,需要注意的是,使用 ADS124S08 sinc3 滤波器时,tADC_OVERHEAD 在所有 ODR 上并不恒定。ODR < 1000SPS 时,tADC_OVERHEAD = 65 ∙ tMOD 周期;ODR ≥ 1000SPS 时,tADC_OVERHEAD = 40 ∙ tMOD 周期。此行为是数字滤波器架构造成的,并且对于同一 ADC 内的不同滤波器,可能会有所不同。此外,表 5-4 确认了以下说法:随着 ODR 增加,tADC_OVERHEAD 在总体转换延迟中占到的比例也会增加。实际上,当 ODR = 4000SPS 时,tADC_OVERHEAD 几乎是总转换时间的 20%,而当 ODR = 2.5SPS 时,则仅为 0.02%。
如前所述,ADC 开销时间由 ADC 设计定义。这意味着,对于给定的 ADC 数字滤波器架构和 ODR,ADC 开销时间在总转换延迟中的占比是固定的。不过,tMOD 周期可以通过修改 ADC 时钟频率来更改,因此转换延迟也可以这样更改。