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 , ADS112C14 , ADS112S14 , ADS112U04 , ADS1130 , ADS1131 , ADS1146 , ADS1147 , ADS1148 , ADS1148-Q1 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1158 , ADS1216 , ADS1217 , ADS1218 , ADS1219 , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122C14 , ADS122S14 , 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 , ADS125H18 , ADS125P08 , 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. 1 引言
  5. 2 数据表时序和命名规则
  6. 3 Δ-Σ ADC 中是什么导致转换延迟?
  7. 4 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. 5 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. 6 模拟稳定
  10. 7 关键要点
  11. 8 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. 9 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—
16.6—60.43120.4180.4240.4—
2052.2350.43100.4150.4200.4—
50—20.4340.4360.4380.43—
60—17.0933.7650.4367.09—
100—10.4320.4330.4340.43—
400—2.9255.4257.92510.43—
1200—1.2582.0912.9253.758—
2400—0.8411.2581.6752.091—
4800—0.6330.8411.051.258—
7200—0.5640.7020.8410.98—
14400—————0.423
19200—————0.336
25600—————0.271
40000—————0.179
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 的表注所述。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。