24bitADC芯片ADS1256的测量精度

xjw01

abbey_tom 发表于 2022-4-10 06:53
其实并没有您想像中的那么糟糕，
其实在测电池电压的时候，
噪声也就在两三个微伏的样子。

你这个还可以的。网络上，有个玩8位半的制作，他做的ADS1256，噪声摆幅6uV以上

http://www.javashuo.com/article/p-wwfitglj-hu.html

不少玩高位表的，理论搞了一堆，实际制作时，却不是那么回事。也就是说，他们认为的关键点，往往是臆测的。比如，大量钽电容可以降低噪声，到底降了多少，没有具体描述，事实是，最后的噪声6uV以上。
wash讲的那些，是比较实的。早年，曾和他一起玩过这类ADC，他测试到的结果，与我测到的基本相似。

abbey_tom

xjw01 发表于 2022-4-10 11:48
你这个还可以的。网络上，有个玩8位半的制作，他做的ADS1256，噪声摆幅10uV

http://www.javashuo.co ...

刚截图了一下40mV测试的统计结果
录得30Sa    p-p:  0.6uV

washu

abbey_tom 发表于 2022-4-10 06:53
其实并没有您想像中的那么糟糕，
其实在测电池电压的时候，
噪声也就在两三个微伏的样子。

这还差不多，你之前说有 10uV 所以我问你是怎么得到这个结果的 这个结果比官方指标差太多了。

3uVpp 左右，和我用 1232 测南孚电池结果一致，比官方数据大，可能是系统问题或鸡肫问题就再说了，起码你的结果和我的结果一致，你再测测输入噪声（输入短路）是多大看看。

washu

abbey_tom 发表于 2022-4-10 09:22
您这个是什么意思？
fOut = fOut / Gainerr - Offseterr
除以增益减去偏差？

Gainerr 不是 PGA 值，是鸡肫（以及 1232 自身）的增益误差（相对于 1V 标准源的误差），是一个来自外部的参数，这里你可以不管它。

abbey_tom

washu 发表于 2022-4-10 12:29
Gainerr 不是 PGA 值，是鸡肫（以及 1232 自身）的增益误差（相对于 1V 标准源的误差），是一个来自外部 ...

最新测试截图
40mV源，PGA＝32，2.5Sps
50样本重复测试（录得最低pp=0.6uV）

abbey_tom

washu 发表于 2022-4-10 12:26
这还差不多，你之前说有 10uV 所以我问你是怎么得到这个结果的  这个结果比官方指标差太多了。

3u ...

短路测试截图

abbey_tom

washu 发表于 2022-4-10 12:29
Gainerr 不是 PGA 值，是鸡肫（以及 1232 自身）的增益误差（相对于 1V 标准源的误差），是一个来自外部 ...

测量40mV源,
试着改变PGA＝1、2、4……64
测量结果均为40mV
这个我始终搞不懂，
按我的理解，
40mV经过设PGA＝4后应该是160mV送给ADC的采样器，
ADC的结果应该是160mV才是，
事实是AD的变换结果仍是40mV,
好像这个片子是自动的，
变换成160mV的值之后，
自动再除以4后输出。
完全把用户当成傻瓜型的了，
并且看噪声也没有什么明显的变化。

chhds

abbey_tom 发表于 2022-4-10 13:21
测量40mV源,
试着改变PGA＝1、2、4……64
测量结果均为40mV

去看看你的单片机代码，结果转换为mv时已经除以PGA了。

abbey_tom

chhds 发表于 2022-4-10 15:38
去看看你的单片机代码，结果转换为mv时已经除以PGA了。

我编的代码，
我还不知道吗

washu

abbey_tom 发表于 2022-4-10 13:20
短路测试截图

PGA=？速度=？

我前面 1.7uVpp 是 PGA=1 测试的（速度 10Sa/s，1232 不能更慢），如果也是，那么 1232 和 1256 还真没啥差别（噪声）啊

chhds

abbey_tom 发表于 2022-4-10 16:01
我编的代码，
我还不知道吗

你确认所有代码都是你自己编的？

芯片返回的是24位二进制值，需要转换才得mV值

abbey_tom

chhds 发表于 2022-4-10 18:48
你确认所有代码都是你自己编的？

芯片返回的是24位二进制值，需要转换才得mV值

这也正是我疑惑的地方，
代码虽有芯片的读写时序部分不是我自己编的，
但这部分没有多少，
我基本都读懂了。
芯片返回的是24位二进制值，
需要转换才得mV值，
这个在我的主程序中，
见46楼所贴代码的第一句，
您画圈的这个公式，
当Vref=2.5V，PGA＝1时，
每BIT＝0.596046447753906uV,
由返回的是24位二进制值，可正常转换成mV
可问题是我可以命令芯片的PGA＝2、4……64
按道理这个系数应该分别再除以2、4……64
但我只有仍维持系数不变才能得到正确的毫伏值。

chhds

abbey_tom 发表于 2022-4-10 19:29
这也正是我疑惑的地方，
代码虽有芯片的读写时序部分不是我自己编的，
但这部分没有多少，

我使用一个函数转换



你把芯片传回来的二进制数传到PC，看看是否大了PGA倍，如果不是，则应该是放大倍数设置没有成功。

abbey_tom

chhds 发表于 2022-4-10 19:55
我使用一个函数转换

我是这样想的，
PGA＝1时，
我所有的代码均正常，
包括24BIT读入主程序正常，
乘一个系数（令PGA＝1）时也得到正确的电压值。
而同样的代码令PGA＝2或其它时，
这个系数无须变化才能得到正确的电压值。
无须看传回的二进制，
必然与PGA＝1时是一样的。

正如您所分析的那样，
有一个原因可导致如此，
那就是PGA设置没有起作用。

但是控制芯片的那些代码超级简单，
是在芯片初始化时完成的。
代码如下（是商家的演示代码）：
//初始化ADS1256
void ADS1256_Init(void)
{
        ADS1256WREG(ADS1256_STATUS,        0x06);               // 高位在前、校准、使用缓冲
        ADS1256WREG(ADS1256_ADCON,        ADS1256_GAIN_64);                // 设置PGA
        ADS1256WREG(ADS1256_DRATE,        ADS1256_DRATE_2_5SPS);  // 数据速率
        ADS1256WREG(ADS1256_IO,        0x00);               
}
就是写内部寄存器预置PGA而已，
其它代码均与此无关了（也总共没有多少）
假如像您所说的（我也这么怀疑过），
PGA设置没有起作用，
但同时发出的指令，改变速率却表现非常正常。
没有道理第二句没有起作用，
而第三句却起作用了。

附上有关代码：您抽空指导一下，谢谢。

abbey_tom

chhds 发表于 2022-4-10 18:48
你确认所有代码都是你自己编的？

芯片返回的是24位二进制值，需要转换才得mV值

已经找到问题之所在了，
那段初始化代码

void ADS1256_Init(void)
{
         ADS1256WREG(ADS1256_STATUS,        0x06);               // 高位在前、校准、使用缓冲
        ADS1256WREG(ADS1256_ADCON,        ADS1256_GAIN_64);                // 设置PGA
         ADS1256WREG(ADS1256_DRATE,        ADS1256_DRATE_2_5SPS);  // 数据速率
        ADS1256WREG(ADS1256_IO,        0x00);               
}

由于STM32速度太快，
使得ADS1256在两个写寄存器指令之间没有来得及反应，
设置PGA指令没有起作用。
现在在写寄存器指令之间，
增加10us的延时就可以了。