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

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 引言
  5. 数据表时序和命名规则
  6. Δ-Σ ADC 中是什么导致转换延迟?
  7. 数字滤波器操作和行为
    1.     8
    2.     9
    3. 4.1 ADC 操作导致的数据不稳定
  8. 影响转换延迟的 ADC 功能和模式
    1. 5.1 第一次转换与第二次及后续转换延迟
    2. 5.2 转换模式
    3. 5.3 可编程延迟
    4. 5.4 ADC 开销时间
    5. 5.5 时钟频率
    6. 5.6 斩波
  9. 模拟稳定
  10. 关键要点
  11. 周期时间计算示例
    1. 8.1 示例 1:使用 ADS124S08
    2. 8.2 示例 2:更改转换模式
    3. 8.3 示例 3:更改滤波器类型
    4. 8.4 示例 4:更改时钟频率
    5. 8.5 示例 5:启用斩波并减少每通道转换次数
    6. 8.6 示例 6:使用不同的系统参数扫描两个通道
    7. 8.7 示例 7:使用 ADS1261
    8. 8.8 示例 8:使用 ADS1261 更改多个参数
  12. 总结
  13. 10修订历史记录

数据表时序和命名规则

要了解 Δ-Σ ADC 的时序和运行,第一步是定义用于描述此行为的常用词汇。表 2-1 定义了五个重要参数,这些参数是本文档其余部分的基础。

表 2-1 Δ-Σ ADC 的重要时序和工作参数
参数 定义
转换周期 Δ-Σ 调制器对模拟输入进行采样、对数据进行滤波并抽取输出的时间
转换延迟 ADC 生成稳定的输出数据所需的时间:
  • 假定使用稳定的模拟输入
  • 可能跨越一个转换周期或多个转换周期
  • 可能包含 ADC 开销或可编程延迟等处理时间
转换结果 用户在 ADC 指示新结果已就绪后检索的数据:
  • 可能是多次转换的组合
  • 可能是稳定的或不稳定的
通道扫描时间 生成给定通道所需数量的转换结果所用的时间 – 如果系统每个通道只需一个转换结果,该时间可能等于转换延迟
系统周期时间 通过所有测量通道执行一个完整循环所需的总时间 – 如果系统只测量一个通道,该时间可能等于通道扫描时间

Δ-Σ ADC 数据表利用表 2-1 中的信息来以多种不同的方式介绍 ADC 时序行为。ADC 数据表介绍时序行为的其中一个方式是使用转换延迟表。对于具有多个滤波器类型和输出数据速率 (ODR) 的器件,此信息非常重要。例如,表 2-2 显示了 24 位、40kSPS、10 通道 ADS1261 的转换延迟(以毫秒为单位)。

表 2-2 ADS1261 转换延迟 (ms)1
ODR (SPS)FIRSINC1SINC2SINC3SINC4SINC5
2.5402.2400.4800.412001600
5202.2200.4400.4600.4800.4
10102.2100.4200.4300.4400.4
16.660.43120.4180.4240.4
2052.2350.43100.4150.4200.4
5020.4340.4360.4380.43
6017.0933.7650.4367.09
10010.4320.4330.4340.43
4002.9255.4257.92510.43
12001.2582.0912.9253.758
24000.8411.2581.6752.091
48000.6330.8411.051.258
72000.5640.7020.8410.98
144000.423
192000.336
256000.271
400000.179
斩波模式关闭,转换开始延迟 = 50µs (DELAY[3:0] = 0001)

表 2-2 提供了使用 ADS1261 时每种 ODR 和滤波器类型组合对应的转换延迟值。在此特定示例中,ADS1261 转换延迟时间使用标称时钟频率在斩波模式关闭且可编程延迟为 50µs 条件下指定,如表 2-2表注所述。其他 ADC 可能会使用不同的参数、不同的条件,甚至不同的格式来指定转换延迟时间,但提供的始终都是相同的一般信息。本应用手册详细探讨了这些表格,以确定影响转换延迟的因素以及这与总体周期时间的关系。

此外,ADC 数据表通常使用时序图来帮助直观地展示一般时序行为。图 2-1 显示了典型多路复用 Δ-Σ ADC 的示例时序图。此时序图显示了不同的转换结果如何由不同的转换周期数 (tCP) 和转换延迟 (tCL) 构成,并包含多个固定时序参数(延迟和开销)。另外还显示了通道扫描时间 (tCH) 和系统周期时间 (tCYCLE)。在本例中,tCH = tCYCLE,因为只测量了一个通道。

GUID-20220201-SS0I-TJGW-7XMM-LLNZDCWLJZFW-low.svg图 2-1 通用 Δ-Σ ADC 时序图

图 2-1 中还显示了表 2-1 中定义的很多时序参数。此外,本应用手册使用了类似于图 2-1 中的图示来帮助直观地展示每个 ADC 时序分量对转换周期、转换延迟、通道扫描时间或系统周期时间有何影响。

最后,其他 ADC 功能甚至一些外部因素也可能会影响器件时序行为。这些功能通常会在单独的数据表小节中进行介绍,因此难以确定每项功能对特定器件的总体延迟有何影响。本应用手册将这些信息整理到了一个文档中,以便更加全面地介绍 ADC 的工作方式及这对时序的影响。

本文档的其余部分会详细探讨 Δ-Σ ADC 数据表的这三个组成部分,以便用户全面了解多路复用 Δ-Σ ADC 对数据进行采样和处理,以及这对转换延迟和总体系统周期时间的影响。