ZHDA260 August   2026 ADS125H18

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2详细说明
    1. 2.1 了解 ADS125H18 OWCS 运行情况
    2. 2.2 对单端输入信号使用 OWCS
      1. 2.2.1 分析单端输入信号的 OWCS 行为
      2. 2.2.2 使用 ADS125H18EVM 验证具有单端输入的 OWCS 操作
        1. 2.2.2.1 使用单端输入验证 OWCS 运行情况
        2. 2.2.2.2 使用单端输入对 OWCS 使用较少转换次数
          1. 2.2.2.2.1 单端输入的不稳定数据
          2. 2.2.2.2.2 单端输入的稳定数据
        3. 2.2.2.3 输入电容如何影响单端输入的 OWCS 性能
        4. 2.2.2.4 使用 ADS125H18 可编程延迟来减轻单端输入的稳定影响
    3. 2.3 对差分输入信号使用 OWCS
      1. 2.3.1 分析差分输入信号的 OWCS 行为
      2. 2.3.2 使用 ADS125H18EVM 验证具有差分输入的 OWCS 操作
        1. 2.3.2.1 使用差分输入验证 OWCS 操作
        2. 2.3.2.2 使用差分输入对 OWCS 使用较少转换次数
          1. 2.3.2.2.1 差分输入的不稳定数据
          2. 2.3.2.2.2 差分输入的稳定数据
        3. 2.3.2.3 输入电容如何影响差分输入的 OWCS 性能
          1. 2.3.2.3.1 具有输入电容的背对背差分 OWCS 测量
        4. 2.3.2.4 使用 ADS125H18 可编程延迟来减轻差分输入的稳定影响
    4. 2.4 使用 ADS125H18 通道序列发生器来实现 OWCS 算法
      1. 2.4.1 示例:为 OWCS 算法配置 ADS125H18 序列发生器
      2. 2.4.2 了解 ADS125H18 示例代码中的 OWCS 算法
        1. 2.4.2.1 初始化
          1. 2.4.2.1.1 初始化序列发生器
          2. 2.4.2.1.2 输入“_step”数组值
          3. 2.4.2.1.3 分析序列
        2. 2.4.2.2 启动序列发生器并处理数据
          1. 2.4.2.2.1 更新 OWCS 步长值并计算“total_conversions”
          2. 2.4.2.2.2 启动序列发生器并获取数据
          3. 2.4.2.2.3 处理 OWCS 数据
          4. 2.4.2.2.4 使用 OWCS 结果
  6. 3总结
  7. 4参考资料
  8. 5附录 A
    1. 5.1 使用带冗余系统的 OWCS
      1. 5.1.1 双冗余系统与单设备系统
      2. 5.1.2 在双冗余系统中使用 1x OWCS 与 2x OWCS
      3. 5.1.3 双冗余系统中的误差源
        1. 5.1.3.1 RA1 和 RB1 错误
        2. 5.1.3.2 RA2 和 RB2 错误
        3. 5.1.3.3 VREF1 和 VREF2 错误
      4. 5.1.4 测量双冗余系统中的差分输入
      5. 5.1.5 双冗余系统摘要

分析单端输入信号的 OWCS 行为

本节分析了在 ADS125H18 上施加具有源阻抗 RSOURCE 的单端输入时 OWCS 的行为。图 2-2 显示了用于分析禁用 OWCS 和单端 RSOURCE 阻抗的单端输入的电路:

 分析单端输入信号的 OWCS 行为图 2-2 分析单端输入信号的 OWCS 行为

ADC 测量图 2-2 中节点 VAIN0 和 VRESN 之间的单端电压差,使得方程式 1 可扩展为方程式 3

方程式 3. OWCSDelta_SE=VAIN0OWCS_on-VRESNOWCS_on-VAIN0OWCS_off-VRESNOWCS_offVREF

使用叠加以通过短路电压源或打开电流源来分析电路中每个源的电压贡献。例如,图 2-3 显示在启用 OWCS 的情况下计算 AIN0 处的总电压 V(AIN0)OWCS_SE 需要三种不同的叠加配置:

  • V(AIN0)AIN0_AVDD_SE = AVDD (AIN0) 已连接,删除了所有其他源(图 2-3,左)
  • V(AIN0)RESN_AVDD_SE = AVDD (RESN) 已连接,删除了所有其他源(图 2-3,中间)
  • V(AIN0)AIN0_OWCS_SE = IOWCS 已连接,移除了所有其他源(图 2-3,右)
 单端输入的叠加网络示例图 2-3 单端输入的叠加网络示例

表 2-2 描述了将此相同分析应用于方程式 3 中的每个项后的每个节点电压:

表 2-2 单端输入的节点电压
电压项节点电压
V(AIN0)OWCS_on

= V(AIN0)AIN0_AVDD_SE + V(AIN0)RESN_AVDD_SE + V(AIN0)AIN0_OWCS_SE

其中

    • V(AIN0)AVDD_AIN0_SE = AVDD (AIN0) 已连接,删除了所有其他源
    • V(AIN0)AVDD_RESN_SE = AVDD (RESN) 已连接,删除了所有其他源
    • V(AIN0)OWCS_SE = IOWCS 已连接,删除了所有其他源
V(RESN)OWCS_on

= V(RESN)AIN0_AVDD_SE + V(RESN)RESN_AVDD_SE + V(RESN)AIN0_OWCS_SE

其中

    • V(RESN)AVDD_AIN0_SE = AVDD (AIN0) 已连接,删除了所有其他源
    • V(RESN)AVDD_RESN_SE = AVDD (RESN) 已连接,删除了所有其他源
    • V(RESN)OWCS_SE = IOWCS 已连接,删除了所有其他源
V(AIN0)OWCS_off

= V(AIN0)AIN0_AVDD_SE + V(AIN0)RESN_AVDD_SE

其中

    • V(AIN0)AVDD_AIN0_SE = AVDD (AIN0) 已连接,删除了所有其他源
    • V(AIN0)AVDD_RESN_SE = AVDD (RESN) 已连接,删除了所有其他源
V(RESN)OWCS_off

= V(RESN)AIN0_AVDD_SE + V(RESN)RESN_AVDD_SE

其中

    • V(RESN)AVDD_AIN0_SE = AVDD (AIN0) 已连接,删除了所有其他源
    • V(RESN)AVDD_RESN_SE = AVDD (RESN) 已连接,删除了所有其他源

重要的是,表 2-2 揭示了几乎所有的节点电压是相同的,使得方程式 3 可以简化为方程式 4:

方程式 4. OWCSDelta_SE=VAIN0OWCS_SE-VRESNOWCS_SEVREF

图 2-4 显示了方程式 4 中项的叠加配置:

  • V(AIN0)OWCS_SE = IOWCS 已连接,删除了所有其他源(图 2-4,左)
  • V(RESN)OWCS_SE = IOWCS 已连接,删除了所有其他源(图 2-4,右)
 V(AIN0)OWCS_SE 和 V(RESN)OWCS_SE 的叠加网络图 2-4 V(AIN0)OWCS_SE 和 V(RESN)OWCS_SE 的叠加网络

图 2-4 也表明启用 OWCS 时 RESN 的电压 V(RESN)OWCS_SE 为 0V,因为 RESN 引脚是接地的。因此,方程式 4 简化为 方程式 5、由图 2-4(左)表示:

方程式 5. OWCSDelta_SE=VAIN0OWCS_SEVREF

根据电阻 RA、RB 和 RSOURCE 以及电流 IOWCS方程式 6 重写图 2-4(左)中的 V(AIN0)OWCS_SE

方程式 6. V(AIN0)OWCS_SE=IOWCS×RB||RB||RA+RSOURCEV(AIN0)OWCS_SE=IOWCS×RB2||RA+RSOURCE

根据 方程式 2,实际 OWCS 电流 IOWCS 与基准电压 VREF 相关。因此,方程式 6 中的 IOWCS 项可以用标称 OWCS 电流 IOWCS_NOM 重写,并进行简化,如方程式 7 所示:

方程式 7. OWCSDelta_SE=IOWCS_NOM×VREF×RB2||RA+RSOURCEVREFOWCSDelta_SE=IOWCS_NOM×RB2||RA+RSOURCE

方程式 7 也可以被重写以根据测得的 OWCSDelta 阈值预测单端 RSOURCE_OWCS 值,如方程式 8 中所示:

方程式 8. RSOURCE_OWCS_SE=OWCSDelta_SE×RB+2×RA-RA×RB×IOWCS_NOMRB×IOWCS_NOM-2×OWCSDelta_SE

表 2-1 包括所有 ADS125H18 版本的 RB 和 IOWCS_NOM 值。图 2-5 应用从表 2-1方程式 7 中的所有可能参数,并从 1kΩ 至 1GΩ 扫描 RSOURCE,以生成理想的 OWCSDelta_SE 曲线:

 所有 ADS125H18 型号测量单端输入的 OWCSDelta 行为(RSOURCE = 1kΩ 至 1GΩ)图 2-5 所有 ADS125H18 型号测量单端输入的 OWCSDelta 行为(RSOURCE = 1kΩ 至 1GΩ)

图 2-5 揭示了单端 OWCS 测量的两个重要要点:

  1. OWCSDelta_SE 的显著变化发生在 100kΩ 至 10MΩ 的范围内。该范围表示最能检测输入阻抗变化的位置
  2. 每个 OWCSDelta_SE 曲线在 RSOURCE = 0Ω 和 RSOURCE = ∞ 时均具有理论最小值和最大值。最小值和最大值之间的差值随着衰减因子的增加而减小,从而导致指示 OWCS 故障的裕度更窄。表 2-3 总结了这些结果。
表 2-3 单端输入的最小和最大 OWCSDelta
ADS125H18 版本衰减系数OWCSDelta_SE 最小值OWCSDelta_SE 最大值差值
V12716.07%18.75%2.68%
V201022.50%25.00%2.5%
V401923.68%25.00%1.32%