求助，ADS1256实际分辨率问题！

sync765 · 发表于 2014-5-22 11:10:04

本帖最后由 sync765 于 2014-5-22 11:13 编辑

前几天从淘宝上买了一个ADS1256模块，这两天实测了下，一致达不到手册上标称的分辨率，是哪里问题呢？

现在使用REF3125做基准，ref=2.5V，采样频率2.5SPS，放大1倍，使用输入缓冲，直接测量的是基准电压

软件中没有滤波

为何实际采集仍然不稳定，有偏差呢？达不到22位分辨率哦，那里的问题呢？

图中X是采集次数，采集间隔1秒，Y是数字量转换后的电压值！

板子的电源使用的是LM2596-1117-5V -ADS1256供电
-REF3125-ADS1256参考电压
-1117-3.3V-STM32F103C8

sync765 · 发表于 2014-5-22 11:11:57

使用的是差分测量模式

HadesHe · 发表于 2014-5-22 11:15:31

赤裸裸的炫耀

icexiong · 发表于 2014-5-22 11:17:39

将“信号正”和“信号负”短接一下，再测试，看看效果

sync765 · 发表于 2014-5-22 11:20:50

HadesHe 发表于 2014-5-22 11:15
赤裸裸的炫耀

这是手册中的参数

sync765 · 发表于 2014-5-22 11:22:27

icexiong 发表于 2014-5-22 11:17
将“信号正”和“信号负”短接一下，再测试，看看效果

短接时没有问题，确实仅跳动1个字

sync765 · 发表于 2014-5-22 11:30:43

直接测量基准电压效果还是比较好的，但达不到手册上的23位分辨率，如果基准被电阻分压过后，再测量，波动还要大些

marshallemon · 发表于 2014-5-22 11:32:23

算了一下你的无噪声分辨率已经做到21.25bit了，我觉得已经很不错了。虽然数据手册上写的是23bit，但一般TI的指标都是最优指标。这个无噪声分辨率和你的电路的设计和你的PCB的设计都有关系，首先建议你把2596咔嚓掉，换高PSRR的线性电源IC

icexiong · 发表于 2014-5-22 11:55:35

sync765 发表于 2014-5-22 11:22
短接时没有问题，确实仅跳动1个字

手册的数据也是基于这种测试方法的

sync765 · 发表于 2014-5-22 13:20:04

本帖最后由 sync765 于 2014-5-22 13:33 编辑

marshallemon 发表于 2014-5-22 11:32
算了一下你的无噪声分辨率已经做到21.25bit了，我觉得已经很不错了。虽然数据手册上写的是23bit，但一般TI ...

有推荐的电源型号么？
另外怎么计算“无噪声分辨率”呢？
我按照下图中的公式计算采集的数字量 avg=4194373.475 max=4194387 min=4194361 计算得A=14 N=4
ENOB=24-(4-1)-14/15=20.1
只是我采集的时间较长供1000秒，“ADC_ADS1255实现23Bits有效位的应用”中仅取了14个数据

marshallemon · 发表于 2014-5-22 13:24:44

sync765 发表于 2014-5-22 13:20
有推荐的电源型号么？

TI的TPS系列

sync765 · 发表于 2014-5-22 13:39:22

marshallemon 发表于 2014-5-22 13:24
TI的TPS系列

你好，再请教下，从我测得的曲线上能看出，有周期性波动，是板子上用的基准ref3125不行，还是ads1256供电部分不稳定影响的呢？谁的影响大些呢？

sync765 · 发表于 2014-5-22 13:41:12

ADS1256手册上推荐使用的ref5025比ref3125的参数要高不少

sync765 · 发表于 2014-5-22 14:14:50

要沉的节奏啊，赶紧顶下

steaven2000 · 发表于 2014-5-22 14:32:07

你的REF3125有2x bit的精度？

sync765 · 发表于 2014-5-22 14:35:41

steaven2000 发表于 2014-5-22 14:32
你的REF3125有2x bit的精度？

板子上自带的基准是ref3125,所以也怀疑是它的精度不够造成的，但不确定

sync765 · 发表于 2014-5-22 15:02:54

自己再顶下

sync765 · 发表于 2014-5-22 20:30:56

这个器件用人不多么？高精度AD采集看来是不太好玩哦

snoweaglemcu · 发表于 2014-5-22 20:47:15

高精度测量当然有难度，不是一个adc的能力就能完成的，我弄的多斜积分式adc在20ms积分时间的情况下，不进行任何处理，目前也只能稳定到10uV的位置

sync765 · 发表于 2014-5-22 21:15:34

snoweaglemcu 发表于 2014-5-22 20:47
高精度测量当然有难度，不是一个adc的能力就能完成的，我弄的多斜积分式adc在20ms积分时间的情况下，不进行 ...

好奇，用的啥adc芯片呢

snoweaglemcu · 发表于 2014-5-22 21:19:55

本帖最后由 snoweaglemcu 于 2014-5-22 21:21 编辑

sync765 发表于 2014-5-22 21:15 好奇，用的啥adc芯片呢

没有adc芯片。是运放，电容，比较器和逻辑器件搭出来的东西，就是高位台式万用表用的那种adc

aureole · 发表于 2014-5-22 21:25:45

硬件做的太差；我当年做 ads1255的时候， 24位跳一个字（测干电池）

sync765 · 发表于 2014-5-22 21:30:18

aureole 发表于 2014-5-22 21:25
硬件做的太差；我当年做 ads1255的时候， 24位跳一个字（测干电池）

羡慕啊，板子是淘宝上直接买的ads1256模块，本想省事点，但结果不理想哦
请教对ads1256的电源及基准参考电压电路设计时，应该注意些什么呢？

sync765 · 发表于 2014-5-22 21:31:05

snoweaglemcu 发表于 2014-5-22 21:19
没有adc芯片。是运放，电容，比较器和逻辑器件搭出来的东西，就是高位台式万用表用的那种adc ...

高手啊，我现在是钱也花了，但效果没出来

wooacau · 发表于 2014-5-22 21:36:51

已经不错了，再想提高一位，已经很难。

snoweaglemcu · 发表于 2014-5-22 21:37:00

sync765 发表于 2014-5-22 21:31 高手啊，我现在是钱也花了，但效果没出来

其实，把整个电路做到16位的稳定度是很有难度的事情，做到20位稳定算是很高很高的水平了，ads1256达到现在这个水平已经挺好了。其实，关键是把噪音压下去

gujiamao_love · 发表于 2014-5-22 21:42:03

marshallemon 发表于 2014-5-22 11:32
算了一下你的无噪声分辨率已经做到21.25bit了，我觉得已经很不错了。虽然数据手册上写的是23bit，但一般TI ...

弱弱地问句，怎么算的。

gujiamao_love · 发表于 2014-5-22 21:43:37

sync765 发表于 2014-5-22 21:30
羡慕啊，板子是淘宝上直接买的ads1256模块，本想省事点，但结果不理想哦
请教对ads1256的电源及基准参考 ...

同求注意事项。

marshallemon · 发表于 2014-5-22 21:44:12

本帖最后由 marshallemon 于 2014-5-22 21:48 编辑

aureole 发表于 2014-5-22 21:25
硬件做的太差；我当年做 ads1255的时候， 24位跳一个字（测干电池）

你这也搞得太猛了吧，都超越片子的典型指标了，麻烦紫豪兄把原理图和PCB拿出来给学习下，按你的描述这个稳定度，拿这个片子DIY个6.5都没问题了

sync765 · 发表于 2014-5-22 21:51:44

假如我使用手册上推荐的ref5025做基准，不使用lm2596而使用tps5430,1117-5V换为tps7a4901 ，不确定对ads1256的测量精度能提高多少呢？

marshallemon · 发表于 2014-5-22 21:53:26

sync765 发表于 2014-5-22 13:39
你好，再请教下，从我测得的曲线上能看出，有周期性波动，是板子上用的基准ref3125不行，还是ads1256供电 ...

不知道你的陷波器是否设置好了，工频抑制比

sync765 · 发表于 2014-5-22 21:57:39

marshallemon 发表于 2014-5-22 21:53
不知道你的陷波器是否设置好了，工频抑制比

该如何设置陷波器呢？手册里只看到这个，当采样2.5sps时是可以抑制50HZ的

marshallemon · 发表于 2014-5-22 22:11:14

1255我没用过，具体看寄存器，看只设置成50hz抑制比大的会不会效果好些

sync765 · 发表于 2014-5-22 22:14:15

marshallemon 发表于 2014-5-22 22:11
1255我没用过，具体看寄存器，看只设置成50hz抑制比大的会不会效果好些

多谢关注，上传下ads1256datasheet，方便不了解的人

snoweaglemcu · 发表于 2014-5-22 23:16:38

话说24bit做到跳一个字，就算是5V基准，一个LSB 是0.298uV，就算是六位半表，最高分辨力到0.1uV，也必须开慢速六位半在校准仪级别的源下，才能稳住跳几个字，ads1255达到跳一个字这个水平，表示太有难度了

senjet · 发表于 2014-5-23 02:39:51

aureole 发表于 2014-5-22 21:25
硬件做的太差；我当年做 ads1255的时候， 24位跳一个字（测干电池）

真是吹牛不上税，你说测标准电池24位跳动一个字或许还有人信，测干电池？难道你没发现干电池的电压是不断降低的么？如何能只跳一个字？

sync765 · 发表于 2014-5-23 08:50:00

高精度测量真不好搞啊，回头只能自己再重新打板试试了，只是不清楚在现有基准和电源的情况下该如何改进？

sync765 · 发表于 2014-5-23 09:26:15

或者大家使用的都是啥16位或16位以上的AD芯片呢？有推荐的芯片么

aureole · 发表于 2014-5-23 11:38:59

senjet 发表于 2014-5-23 02:39
真是吹牛不上税，你说测标准电池24位跳动一个字或许还有人信，测干电池？难道你没发现干电池的电压是不断 ...

你懂不懂硬件啊，我说长时间（测几天）跳一个字了吗？

楼主截的图是短时间（几十秒）测量的稳定性；几十秒电池能下降多大？

当使用 ads1255做六位半的表，是经过检测部门认证的。跟你闹呢

aureole · 发表于 2014-5-23 11:42:44

marshallemon 发表于 2014-5-22 21:44
你这也搞得太猛了吧，都超越片子的典型指标了，麻烦紫豪兄把原理图和PCB拿出来给学习下，按你的描述这个 ...

这个就是做的六位半的表，呵呵。基准用的是linear的399，主ad就是用的 ads1255。当然这电路图是不能晒的

aureole · 发表于 2014-5-23 11:44:14

不是超越了片子的指标，我回复楼主的意思是：短时间测量值，波动细很小；原理图和pcb处理恰当做到这个不难的。并不代表长期稳定性！！！！一个 adc也解决不了常稳的问题！

aureole · 发表于 2014-5-23 11:51:27

1、原理及pcb处理好；
2、稳定的源（基准源或者干电池）

这两个保证了，ad的性能短期测量都能达到一个 LSB波动的；手头上正在测试的 16位、18位 adc都是这个指标。

不信的话有空我贴个图，呵呵。

senjet · 发表于 2014-5-23 12:21:40

aureole 发表于 2014-5-23 11:38
你懂不懂硬件啊，我说长时间（测几天）跳一个字了吗？

楼主截的图是短时间（几十秒）测量的稳定性；几十 ...

你不说还好，一说就露馅了，说不定你连6位半的表都没用过，至少没用来测过干电池，我没说ADS1255达不到6位半，但你用ADS1255做到24位只跳动最后一位，已经远超过6位半的表了！刚拿个新的干电池用agilent 34410A来测了一下，用10V档测，干电池大概每5秒降10uV,假设你用ADS1255允许的最高2.5V的基准，要做到23位无噪音分辨率，也就是你说的24位只跳一位，被测对象至少要稳定到0.2uV才可能，别告诉我你说的是测N个数据（N>10000)平均起来才得到的！

sync765 · 发表于 2014-5-23 13:24:05

aureole 发表于 2014-5-23 11:51
1、原理及pcb处理好；
2、稳定的源（基准源或者干电池）

LM399的参数确实很高，另外请教下对于ads1256的模拟电源使用tps7a4901可以不？
还有PCB绘图时是模拟数字共用一个地平面还是模拟数字地分开通过磁珠相连好？

albert_w · 发表于 2014-5-23 16:23:02

一般的高位ADC的无噪声分辨率远远达不到1LSB,1LSB太可怕了. 莫不是说平均?

aureole · 发表于 2014-5-23 17:23:49

刚才测试了一下，用的是吉时利 2000系列的六位半表，汇报下结果：

只找到了一个鼠标里的干电池，实际测试结果小数点后第五位在慢速往上涨，楼上笑脸兄弟说的也不对，按你说的速度，一个电池一天就自放电完蛋了。

我06年做的六位半的表，当时测了好多东西，有干电池、万用表9V电池，还有lm399用电池供电做的基准源。可能我记错了，应该是用干电池供电的基准源比较稳，毕竟7、8年了，最近也没做过那么高精度的表。

但是有一点可以肯定，用ad 测试自己的基准，肯定效果非常好的。如果这个做不好，那就是硬件设计的问题。

sync765 · 发表于 2014-5-23 19:13:38

“用ad 测试自己的基准，肯定效果非常好的。如果这个做不好，那就是硬件设计的问题。”
我也觉得这句话说得挺对，所以才怀疑板子的电路有问题

marshallemon · 发表于 2014-5-23 21:15:28

aureole 发表于 2014-5-23 11:42
这个就是做的六位半的表，呵呵。基准用的是linear的399，主ad就是用的 ads1255。当然这电路图是不能晒的 ...

这个片子我记得在商用的高位表上只有5.5在用，因为其INL的原因用在5.5上还是合适的

marshallemon · 发表于 2014-5-23 21:19:07

aureole 发表于 2014-5-23 11:44
不是超越了片子的指标，我回复楼主的意思是：短时间测量值，波动细很小；原理图和pcb处理恰当做到这个不难 ...

使用LM399作为1255的基准？这样的对于LM399来说肯定不能直连ADC，倘若你是使用电阻分压的话，那这399的性能就被埋没了，除非你使用VHP电阻
先介绍下你的配置吧，达到你说的那个指标，1255的PGA设置多少，buffer是否开启，字输出率多少？

marshallemon · 发表于 2014-5-23 21:21:54

aureole 发表于 2014-5-23 11:44
不是超越了片子的指标，我回复楼主的意思是：短时间测量值，波动细很小；原理图和pcb处理恰当做到这个不难 ...

对于长期稳定性的话，倘若你是使用的内部的PGA，这个温度系数很小的，起码是一般的外置放大电路的性能难易比拟的

marshallemon · 发表于 2014-5-23 21:57:24

本帖最后由 marshallemon 于 2014-5-23 22:02 编辑

aureole 发表于 2014-5-23 11:51
1、原理及pcb处理好；
2、稳定的源（基准源或者干电池）

说实话，我用了一些24bit的AD还真没遇见像你说的这样只波动一个1LSB的
这个算是我测试中效果最好的一个了，单位是mV，连续采集5min，我算了下无噪声分辨率做到21.25bit，不过电路是万能板搭的，模数没有隔离，两个垃圾开关电源给模数分别供电

cocom · 发表于 2014-5-24 00:55:00

aureole 发表于 2014-5-22 21:25
硬件做的太差；我当年做 ads1255的时候， 24位跳一个字（测干电池）

NB的很，
这个是真的NB。
太不可思议了。

sync765 · 发表于 2014-5-24 09:05:22

希望做过高精度测量的人一起探讨下，怎么才能发挥出24位AD应有的性能！别买了24位AD当16位AD使！

snoweaglemcu · 发表于 2014-5-24 10:42:44

个人认为还是处理好整个电路的噪音最重要，位数做高了，很多之前不成为问题的问题都成打问题了，公司做的六位半，就是因为大电流测量端的一块铺地不合理，导致数据不稳。

sync765 · 发表于 2014-5-24 11:23:32

是啊，精度一高啥都要注意，器件都不便宜，普通人很难玩哦

sync765 · 发表于 2014-7-17 09:53:14

放上最新的测试数据给帖子做个结贴吧
自己重新制板，使用变压器整流后供电，基准使用 ref3025,电路参考ads1256手册上的推荐基准电路，
为了采集0-5V输入，都不使用缓冲，
分别测试了两通道放大倍数都为1时的数据，和通道1放大1倍，通道2放大64倍的数据，见下图
看来测相同放大倍数时，ads1256还是很不错的，正负1的跳动虽然达不到，但正负5以内也还是相当不错了

so_so_so_so · 发表于 2014-8-21 13:29:01

sync765 发表于 2014-7-17 09:53
放上最新的测试数据给帖子做个结贴吧
自己重新制板，使用变压器整流后供电，基准使用 ref3025,电路参考ad ...

请问最终电源方案是什么，硬件设计上有哪些需要注意的？

so_so_so_so · 发表于 2014-8-21 13:31:16

sync765 发表于 2014-7-17 09:53
放上最新的测试数据给帖子做个结贴吧
自己重新制板，使用变压器整流后供电，基准使用 ref3025,电路参考ad ...

请教ADS1256电源供电方案，用tps5430,1117-5V换为tps7a4901没？

hyghyg1234 · 发表于 2015-4-18 11:48:07

sync765 发表于 2014-7-17 09:53
放上最新的测试数据给帖子做个结贴吧
自己重新制板，使用变压器整流后供电，基准使用 ref3025,电路参考ad ...

干嘛不用5025，精度和温漂都小很多。

大肠刺身 · 发表于 2015-5-26 21:29:55

看了这些大神的回复感觉想转行了......

NIC · 发表于 2015-5-26 21:43:06

sync765 发表于 2014-7-17 09:53
放上最新的测试数据给帖子做个结贴吧
自己重新制板，使用变压器整流后供电，基准使用 ref3025,电路参考ad ...

请问这是用什么软件画的图，excel吗

pchf005 · 发表于 2015-5-26 22:34:32

哈哈哈哈就好好

liyfmc · 发表于 2015-5-26 23:12:11

最近也在用ADS1255, 这个芯片很贵的

ersha4877 · 发表于 2015-5-27 08:18:26

marshallemon 发表于 2014-5-23 21:57
说实话，我用了一些24bit的AD还真没遇见像你说的这样只波动一个1LSB的
这个算是我测试中效果最好的一个了 ...

使用什么AD芯片啊，能说下吗，谢谢

mashan75 · 发表于 2015-5-27 16:17:39

我的一个字都不跳诶！

mashan75 · 发表于 2015-5-27 16:19:47

就是测试自己的2.5

bolizhicheng204 · 发表于 2018-5-18 10:01:48

marshallemon 发表于 2014-5-23 21:57
说实话，我用了一些24bit的AD还真没遇见像你说的这样只波动一个1LSB的
这个算是我测试中效果最好的一个了 ...

这样的条件做到这样的程度确实厉害，请问你的AD和参考电压型号

光明星1号 · 发表于 2018-7-31 19:45:51

aureole 发表于 2014-5-23 11:42
这个就是做的六位半的表，呵呵。基准用的是linear的399，主ad就是用的 ads1255。当然这电路图是不能晒的 ...

绝对相信楼主的实力！

bolizhicheng204 · 发表于 2019-4-2 10:22:30

marshallemon 发表于 2014-5-22 11:32
算了一下你的无噪声分辨率已经做到21.25bit了，我觉得已经很不错了。虽然数据手册上写的是23bit，但一般TI ...

算错了吧
层主51楼的波形Vpp=0.001mv，无噪声分辨率21.25，这个我算了一下差不多
可是，楼主位VPP=0.015mv，怎么算的无噪声分辨率是21.25？
一个是0.001mv，一个是0.015mv啊，怎么会一样。
楼主位充其量17.5位

ibmx311 · 发表于 2019-4-4 23:55:15

1256做了许多次了，基准使用6325，端口隔离，不是所有的都能有22位。再加上前端通道的插入损耗就只能勉强当21的用

tclg · 发表于 2019-4-5 18:40:12

从实际使用角度来看，出来的数据稳定不跳的算17.5位，其实已经是很好了。

求助，ADS1256实际分辨率问题！

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