#1 楼主：工业应用Sigma-Delta ADC常见问题解答 
贴子发表于：2008/12/25 13:14:35
问题：峰峰值噪声与有效噪声的区别，峰峰值分辨率与有效分辨率的区别？无失码分辨率又是指的什么？
答案：无失码分辨率是对ADC线性性能的评价指标。峰峰值分辨率和有效值分辨率是评价ADC噪声性能的重要指标。它们之间的关系是
峰峰值分辨率＝有效分辨率－2.7 bits
这个关系的理论基础是，噪声通常是随机的，并且它的分布是正态分布。那么
Vnoise (peak-to-peak) = Vnoise (rms) x 6.6；99.9%的出现概率累感不爱
如果转换为分辨率，就是2.7位的差别。（log26.6=2.7）
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如果对应于ADC的转换结果，峰峰值分辨率是没有跳码的位数，也就是保持稳定的位数。
我们以AD7799为例，在数据手册中都会有两个表格，如下所示：
第一个表格是在不同的增益和数据输出速率的条件下有效噪声的值。第二个表格是在不同的增益和数据输出速率的条件下的有效分辨率和峰峰值分辨率。例如，在16.7Hz数据输出速率，64倍增益条件下，有效噪声是0.065uV，对应的有效分辨率为20位，峰峰值分辨率为17.5位。
要了解具体的原理和推导，请参见ADI网站上的应用笔记AN-615“Peak to Peak Resolution vs. Effective Resolution”
问题：为什么转换结果的后几位总在跳，是不是正常？
向国旗敬礼寄语大全答案：判断是不是正常要先了解造成这种情况的原因。如果排除掉输入信号的原因，ADC转换结果的不稳定是由于噪声引起的。在ADC的数据手册中对ADC在不同配置的情况下的噪声有详细的数据表格。所以对于用户ADC的转换结果的分析，要进行与数据手册相同测试条件的测试，然后与表格中数据进行比较。
数据手册中的噪声性能表格中的数据结果的测试条件是：使用高精度低噪声的参考电压源，短路ADC的差分输入端并接到正确的共模电平上，然后设置ADC的增益、滤波器系数，CHOP模式，BUFFER状态等等，然后采集足够多的转换结果，一般至少要几百个样本，做噪声分析。ADC的噪声是呈正态分布，所以通过软件可以计算出这些样本的均值和标准偏差，标准偏差乘以6.6就得到峰峰值的噪声，然后通过满量程值与峰峰值噪声的比就
能够计算出成峰峰值分辨率。这个分辨率与数据手册中表格中相同配置情况下的峰峰值分辨率比较就可以知道ADC的性能是不是正常了。
通常比较简单的检验方法可以采一组足够多的数据，出最大值和最小值相减，这是ADC转换结果中跳动的码值，然后转换为位数，就可以大概得到峰峰值分辨率，也就是无跳动的分辨率，与数据手册中相比就可以了。如果测试结果与数据手册的指标相近，那么就正常，如果相差很远，就要仔细检查电路和PCB设计了。
问题：在使用多通道SIGMA-DELTA ADC时，通道切换的速度很慢？
答案：数据手册上所示的数据输出速率指的是在对同一通道进行连续采样时的输出数据速率。一旦进行了通道切换，ADC内部的sigma-delta的调制器以及数字滤波器要有一定的建立时间。大多数ADC内部的数据滤波器是sinc3滤波器，所以通道切换后会需要3个数据输出的时间才能建立起来。对于ADC在通道转换后，DRDY信号会在滤波器完全建立起来以后才会有效，所以用户没有必要把前三次的转换结果丢掉。
但是对于AD7732/4/8/9系列产品，它们的设计是经过特别设计处理的，所以它的通道切换速度以及转换速度非常快，适用于多通道快速切换采样的应用。
要了解更详细的内容，请参见ADI网站上的应用笔记AN-665“Channel Switching Using Δ-ΣADCs”。
问题：什么情况下要使用内部的BUFFER？
答案：Sigma-Delta ADC的前端是开关电容结构的。这种结构在稳定状态下具有比较大的输入阻抗，但是当它工作在开和关切换的情况下，会需要一定的充电电流。这个电流的大小与采样频率，输入信号的差分电压和输入电容的大小有关。如果不用内部的buffer，那么这个动态的负载会对外部的电阻和电容的大小有限制。如果外部的电阻电容值太大的话，在ADC采样阶段，输入信号就不能对ADC的输入电容进行足够的充电，因此会造成ADC的增益误差。对于在不使用内部buffer的情况下所能允许的最大外部电阻电容值以及它带来的误差，都会在数据手册中有说明。如果你的前端的输出阻抗及电容较大，请使用内部Buffer.
要了解更多内容，请参考ADI网站的技术资料“Industrial Converter Technical Note – ICV002 Input Buffers on Σ-ΔADCs”。
问题：怎样使用50/60Hz抗工频干扰功能？
答案：要使用ADC的50/60Hz抗工频干扰的功能，只需设置ADC内部的滤波器参数。在某种特定滤波器设置下，内部数字滤波器的响应会在50/60Hz频率下有较强抑制。对于不同器件，请参见数据手册。以AD7799为例，在数字滤波器设置为19.6Hz的输出数据速率时，只对60Hz具有抑制，为90dB。而当数字滤波器设为16.7Hz时，只对50Hz有抑制，为80dB。当滤波器设为4.17Hz时，对50Hz和60Hz都具有74dB的抑制。所以不同的滤波器设置，对50/60Hz的抑制效果是不同的。在某些滤波器的设置下，对50/60Hz基本没有抑制。
要了解更详细的内容，请参见ADI网站上的应用笔记AN-611 “50 Hz/60 Hz Rejection on Σ-Δ ADCs”。
问题：我的信号是双极性的信号，能不能直接输入到单电源供电的ADC？
答案：首先，我们要先对我们的输入信号有准确的理解。一般在差分输入的情况下，会造成误解。对于差分信号来讲，所谓的双极性是指的相对双极性，还是针对于地的绝对双极性信号？数据手册上对于差分情况下的双极性输入范围的定义，如+/-20mV, +/-80mV, +/-1.25V或者+/-2.5V的输入信号范围，是指的差分信号的差值，也就是说差分信号的正端AIN+与负端AIN-的差可以是正的，也可以是负的，但是这对差分信号的对地绝对电压值不一定是负的。举个例子，差分信号正端AIN+的输入范围是1V到3V，差分信号负端AIN-的输入信号范围是3V到1V，那么差分输入信号的范围是－2V到2V。可以看到，差分信号的范围是-2V到2V的双极性信号， 但它们各自的绝对电平都是正的。所以在输入ADC前一定要知道差分输入信号的绝对电压和差值。那么单电源供电的ADC能不能处理绝对电压是负的信号呢？
这取决于你有没有使能内部的缓冲器。如果没有使能ADC内部的缓冲器，ADC的输入可以是负的，可以到-30mV。如果使能了内部缓冲器，那么输入的模拟信号一定是正的，并且要大于某一电压，具体输入范围，请参见数据手册。所以，一旦使用了内部缓冲器，请一定注意输入信号的对地的绝对电压值的范围。
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但是对于AD7732/4，这两颗芯片的模拟输入有特殊处理，可以处理双极性的输入信号。
ADI的有些ADC可以双电源供电，AD7710， AD7711和AD7712，在双电源供电情况下，可以输入双极性信号。
问题：什么是CHOP模式，它有什么作用？
答案：CHOP模式主要是用来去除ADC的偏移误差，包括在温度变化情况下和电源电压变化的情况下产生的任何偏移误差，同时也能去除一些低频的噪声。CHOP的实现方法是不停的交换ADC差分输入的两端，然后把没交换前的结果和交换后的测量结果进行平均，就可以得到去掉偏移误差的结果。但是请注意，使用CHOP模式以后，ADC的数据输出速率在相同滤波器参数设置的时候会不同。具体请参见数据手册。
要了解更多的关于CHOPPING的工作原理和注意事项，请参见ADI网站上的应用笔记AN-609 “Chopping on Σ-Δ ADCs”。
 
问题：什么是单端信号，什么是全差分，什么是伪差分？
答案：单端信号对于ADC来说只有一个输入端，它的参考端是ADC的地。对于单端信号来讲，它的缺点是信号的偏移误差和噪声会影响ADC的输入动态范围。全差分是一对独立的信号，ADC转换的是这对信号的差值，它们的共模信号则被抑制掉。这对信号的共模电压可以处于ADC输入信号范围内的任何电压。差分信号会具有两倍单端信号的摆幅，同时差分信号能够抑制共模噪声，所以可以得到更高的信噪比。
伪差分与差分信号类似，伪差分信号也是一对信号，但它的参考端或负端是一个直流电平，用来去除正端信号中的直流成分。
下图示出了各种信号的典型波形。
 
问题：ADI的SIGMA-DELTA ADC的输出码的格式是什么？
答案：当ADC的输入设为单极性输入时，ADC的输出码是直接二进制形式。以16位ADC为例，当输入为0V时，输出码是0x0000；当输入是一半量程时，输出码为0x8000；当输入为满量程时，输出为0xFFFF。
如果ADC的输入是双极性的，那么ADC的输出码为偏移二进制形式，以16位ADC为例，当输入为负的满量程，输出码为0x0000；当输入为0V，输出码为0x8000；当输入为正的满量程，输出为0xFFFF。
问题：怎样选择SIGMA-DELTA ADC的参考源？
答案：对于sigma-delta ADC来讲，需要选择噪声和温漂都很小的参考源。对于5V电源供
电的ADC， 可选的型号包括AD780, ADR421, ADR381, ADR291, REF43和REF192. 对于3V电源供电的ADC，可选的型号包括AD589 和 AD1580。
另外，有些产品已经内置了电压参考源，而无需外接参考源，如AD7792、AD7793、AD7794。
ADI对于ADC的电压参考源选型提供了一个工具，您也可以通过这个工具给您的ADC选择合适的电压参考源。这个工具的链接是：
www.analog/Analog_Root/static/techSupport/designTools/voltagereference/
license/voltageReference_general.html?download=download.html
对于压力测量或者电子秤的应用，ADC的参考源可以由电桥传感器的激励源提供，这种测量方法叫做比例测量。应用这种方法，激励源中的噪声会被抵消掉。如果电桥的激励电压较高，可以用电阻分压得到ADC的参考电压。
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问题：用串口配置芯片让其转换，但是/DRDY一直为高，芯片不转换？
答案：1． 检查配置是否正确。ADC的寄存器是可读可写的，当你配置完这些寄存器以后，可以再读一遍这些寄存器，看看是否写入的值与读出的值相同。王菲 匆匆那年