Укрощение ADS1278, Вопросы по применению ADS1278 и поиск её аналогов. Опции

[Dikoy]

Всем привет.
Прелюдия: нужно мерить 24 канала с ENOB не хуже 16 бит. Ну... 15 бит. В центре схемы Xmega, она имеет 4хSPI, потому решено применять 3 восьмиканальных АЦП, посаженых каждый на свой интерфейс, и параллельно читать для ускорения процесса.
Обязательно нужно мерить все каналы одновременно, то есть нужны Simultaneous Sampling Analog-to-Digital Converters.
Входной диапазон измерения: 0..5V, 0..10V, 0...20 mA. Работа с промышленными датчиками давления, как многие уже поняли.
Суть: поискав по производителям остановился на ADS1278. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1278.pdf
8 дифканалов, входной диапазон +-2,5V.
На входе планирую вместо буфера поставить резисторный делитель. Имею в наличии несколько коробок с резисторами С2-29В-0,125 с допуском 0,05%. В частности, номиналы 14.7k, 46.4k, 203r. Комбинируя эти номиналы с перемычками на входе получаем требуемые диапазоны.
Но, есть бяка. АЦП измеряет двуполярное напряжение на входе, то есть 0 вольт == 0x000000, а +2,5V == 0x7FFFFF. То есть в плюс она работает только на пол диапазона, и в минус также...
Вопрос: можно ли её заставить работать в полном диапазоне? То есть при входе 0..+2,5V иметь 2^24 кодов на выходе?
Есть мысль по смещению напряжения опоры (см. аттач), но не знаю, насколько это работоспособно...

Возможно кто-то знает другие АЦП с одновременным преобразованием у других производителей? Я нашёл только у максима, но она заточена не под то и довольно фиговая... Хотя, в мои рамки укладывается.

Сообщение отредактировал Dikoy - Aug 26 2011, 17:14

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Пушкарев Михаил]

Для 16-битного АЦП разрешающая способность при полном использовании диапазона составляет примерно 0,0015 %. При этом для трехпроводных датчиков с нижним предельным значением выходного сигнала, равным нулю, основная приведенная погрешность не лучше 0,5 %.

[Dikoy]

Я в курсе (кстати, сейчас не редкость датчики с 0,2%), но тут есть определённые заморочки с сертификацией. По опыту, когда пишешь что АЦП 16-24 бита, на его параметры даже не смотрят (почему-то), и в расчёт суммарной погрешности канала не включают. Это мне на руку.
Прибор мелкосерийный, разница в цене АЦП в 10 баксов рояля не играет.
Плюс, даже на 16 бит я не смог найти удобного в использовании АЦП с одновременным преобразованием на 8 каналов. Скорости достаточно 2 килосампла, но лучше в районе 10.

[Пушкарев Михаил]

Скорости достаточно 2 килосампла, но лучше в районе 10.

Полагаете, что датчики давления имеют полосу пропускания 2-10 кГц?

[Dikoy]

Там не только давление. Давление в основном.
500 Гц мои датчики пропускают, а вканале такие пульсации есть.

Через другой поиск нашёл у ADi http://www.analog.com/static/imported-file...eets/AD7608.pdf , сейчас почитаю, может подойдёт...

Сообщение отредактировал Dikoy - Aug 26 2011, 18:30

[MaxPIC]

На входе планирую вместо буфера поставить резисторный делитель. Имею в наличии несколько коробок с резисторами С2-29В-0,125 с допуском 0,05%. В частности, номиналы 14.7k, 46.4k, 203r. Комбинируя эти номиналы с перемычками на входе получаем требуемые диапазоны.

По поводу делителя хотелось бы отметить такой момент. У ADS1278 входное дифференциальное сопротивление зависит от режима работы и для High Resolution Mode составляет 14 кОм (стр. 3 документации). Вкупе с резистивным делителем на входе получится большая погрешность. Для таких АЦП необходимо использовать буферные усилители (типа OPA1632).

Но, есть бяка. АЦП измеряет двуполярное напряжение на входе, то есть 0 вольт == 0x000000, а +2,5V == 0x7FFFFF. То есть в плюс она работает только на пол диапазона, и в минус также...
Вопрос: можно ли её заставить работать в полном диапазоне? То есть при входе 0..+2,5V иметь 2^24 кодов на выходе?

А зачем Вам это? По Вашим словам Вы теряете половину диапазона. Это всего лишь 1 разряд. Если будете заниматься смещением опоры, то сделать это не так просто, и, к тому же, добавите как источник погрешностей, так и шума. При этом эквивалентно, я так думаю, Вы потеряете больше чем 1 разряд. Такой момент надо просто посчитать. Я на Вашем месте даже не заморачивался бы на потерю 1 разряда. У Вас их и так 24, из которых четверть или пятая часть будет шуметь.

[Tanya]

Через другой поиск нашёл у ADi http://www.analog.com/static/imported-file...eets/AD7608.pdf , сейчас почитаю, может подойдёт...

Еще посмотрите ad7606 - там 8 каналов.

[Dikoy]

У ADS1278 входное дифференциальное сопротивление зависит от режима работы и для High Resolution Mode составляет 14 кОм (стр. 3 документации). Вкупе с резистивным делителем на входе получится большая погрешность.

Да, увидел уже... Как-то не обратил внимание сразу, привык уже что буфер встроенный есть у всех...

А зачем Вам это? По Вашим словам Вы теряете половину диапазона. Это всего лишь 1 разряд. Если будете заниматься смещением опоры, то сделать это не так просто, и, к тому же, добавите как источник погрешностей, так и шума. При этом эквивалентно, я так думаю, Вы потеряете больше чем 1 разряд. Такой момент надо просто посчитать. Я на Вашем месте даже не заморачивался бы на потерю 1 разряда. У Вас их и так 24, из которых четверть или пятая часть будет шуметь.

Ну, ENOB получается порядка 18 бит. А датчики бывают разные. Я строю девайс таким образом, чтобы он был пригоден для работы с максимальным числом типов современных датчиков. Впрочем, вы правы. Слишком много мороки получается с этим АЦП.
Попробую AD7608 усмирить. На первый взгляд подходит, даже входной диапазон лапой переключается в нужных пределах - 5-10 вольт. Но вод тоже, зараза, дифференциальная... Весь праздник это портит... Неужели не бывает однополярных АЦП с одновременным преобразованием?

Еще посмотрите ad7606 - там 8 каналов.

Так это то же самое, что и 7608, только на 16 бит.

[Dikoy]

Из поддержки Ti ответили. Может пригодится кому:

To utilize the entire range, I generally recommend tying the AIN- to midscale (2.5V) and then you can sweep AIN+ from 0 to 5V. 0 to 2.5V will read back codes 800000h to FFFFFFh and 2.5V to 5V will read back 000000h to 7FFFFFh.

А объясните мне разницу между AD7608 и AD7609?
http://www.analog.com/static/imported-file...eets/AD7608.pdf
http://www.analog.com/static/imported-file...eets/AD7609.pdf
Про первую написано "Single-Ended Inputs". Про вторую "True Differential Inputs". Но у обеих:
"The AD7608 operates from a single 5 V supply and can accommodate ±10 V and ±5 V true bipolar input signals while sampling at throughput rates up to 200 kSPS for all channels."
"The AD7609 operates from a single 5 V supply and can accommodate ±10 V and ±5 V true bipolar differential input signals while sampling at throughput rates up to 200 kSPS for all channels."
Так в чём разница то? Чем "реально биполярные инпуты" отличаются от просто биполярных? Да и Single-Ended в моём понимании всегда были однополярными, от земли, но если посмотреть на выходные коды, то обе АЦП работают в биполярке. Figure 34 у AD7609 вообще мне крышу сносит. Из него следует, что АЦП может до 20 вольт измерять в дифференциале...

[Ariel]

объясните мне разницу между AD7608 и AD7609?

AD7608 может работать с single-ended и differential inputs сигналами, а AD7609 - только с differential inputs

[Dikoy]

Ну так на выходных кодах это никак не отображается? AD7608 с single-ended будет так же работать в пол диапазона кода?

[Ariel]

Ну так на выходных кодах это никак не отображается? AD7608 с single-ended будет так же работать в пол диапазона кода?

на кодах, конечно, не отобразится.
А если на входе каждого канала поставить инвертирующий буферный каскад на опереционнике? Через дополнительный резистор подаете на инвертирующие входы этих опереционников смещение, допустим +2.5V. коэффициент усиления каждого буфера -минус 1, то есть все 3 резистора одинаковые. Неинвертирующие входы - к земле. Частоты низкие, так что дополнительные погрешности будут достаточно малы. Операционники, конечно, должны быть прецизионные, все резисторы 0.5%, опорное смещение должно быть стабильным и малошумящим (например, делитель из 2-х резисторов и буфер на том же операционнике).

Упс, оговорился, опорное напряжение должно быть не положительным, а отрицательным.

[Dikoy]

Ну так там по каждому входу ОУ уже внутри. Что если сместить отрицательный вход, как Ti советуют?

Ставить по ОУ на входе не вариант. Во-1 у меня 3 таких АЦП, то есть 24 входа, во-2 погрешностей будет больше, чем выигрыша. А резисторы внесут только систематическую погрешность, которая удалится калибровкой.
Например, есть такие резюки: http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/3967