实例讨论下是哪里引起AD的测量精度

只看该作者 · 2012-2-6 10:30

目前在做一个高精度采集的项目，用的Sigma-Delta型的AD是ADS1158，16bit，积分非线性是0.6LSB
实际做下来，AD值跳动最大是3个LSB。用的REF5025，精度为0.1%。测量信号在0-5V。但是问题出现了
1，实际AD测量值和用安捷伦的6位半的高精度万用表相差最大的时候可以到20mV左右的样子。
2，后来软件里修正了一下，加上一个k和b，某段时间内可以精确到1mV了，大约是13个LSB了。但是某段时间后，突然整体跑偏了4mV左右的样子。用点温枪实测过温度没有漂移，在1℃之内。
ps:实测时AD参考电压输入端的电容上是2.499.测量信号值的时候也是以AD旁边电源上的模拟地为负极，进AD的输入处为正极测量的

1万 · 2012-2-6 11:38

你确定输入信号没漂移？

只看该作者 · 2012-2-6 11:50

2# zjp8683463
输入的是稳定直流量，我都是每次先用万用表测量好数据，然后在观测AD采样到的数值，每次都是4mV左右的误差

1万 · 2012-2-6 12:03

本帖最后由 zjp8683463 于 2012-2-6 12:09 编辑

每次都是4mV，修正下就可以了。
精密测量系统，需要15～30分钟以内的预热时间，测试条件最好是放在温度箱内。
测量一个点的温度，是没有意义的。你哈口气吹个风都会不一样。
做这种系统，最关键的是确定性，测试环境比系统更难搞

只看该作者 · 2012-2-6 12:30

4# zjp8683463
是修正之后差4mV，静置了一天，第二天测试就还剩下2mv偏差了，这也相当于20-30LSB了，一直是室温环境的，这偏差是不是大了点？或者叫做漂移

只看该作者 · 2012-2-6 13:41

最好的直流信号源是电池，最好那电池做测量基本0.1mV位几小时下是不会变的，另外你电路的基准是首先的怀疑对象

1万 · 2012-2-6 16:22

应该用高稳定性的基准做输入信号。

只看该作者 · 2012-2-6 23:09

Sigma-Delta型的AD上电后要先进行内部校准。

只看该作者 · 2012-2-6 23:11

想高精度的话，低噪音的电源也是很关键的。

只看该作者 · 2012-2-6 23:18

6# ssy250
REF5025已经是精度很高的基准源了啊，2.499的话已经到了0.04%的精度了吧

只看该作者 · 2012-2-6 23:20

7# zjp8683463
可是即便是在我测得的数据发生变化之后，实测参考电压的显示值还是2.499V啊，

只看该作者 · 2012-2-6 23:23

Sigma-Delta型的AD上电后要先进行内部校准。
yhn1973 发表于 2012-2-6 23:09

我觉得这是非常到位的一句话，改天试一下，因为之前查到过一些资料，说到Sigma-Delta得ADC是非常难伺候的，具体的细节没说。明天试一下，再上贴向大家汇报

只看该作者 · 2012-2-7 08:18

说Sigma-Delta难使，多半是那种内部功能复杂、输入端有多种选项、带刻度校准、寄存器超多组合的器件。

你说的这款器件功能还是很有限的。如果你的设备量不大，建议采用更高端的器件，如24BIT，内部有输入缓冲，带PGA的芯片。如果器件本身没这些功能，可能就要外加器件实现这些功能，但整体性能可能会下降。这样的器件价格要翻倍。

如果刻意追求高精度测量，建议整个模拟通道所有器件首选ADI，这是默认的选择，呵呵。电压基准应该加跟随器缓冲，两端加电容退耦。

只看该作者 · 2012-2-7 08:38

这个几mV的误差和变动，估计与电阻有关。
0-5V的信号是稳定直流？怎么得到的？是通过放大器吧？放大器里面有增益控制电阻吧？
既然测试参考基准一直是2.499V，那么就是输入直流不稳定了。

只看该作者 · 2012-2-7 08:58

14# lymex
为啥大家都在怀疑是我的输入的问题呢，我觉得这个应该是对AD的一些应用理解不对造成的，就如前面仁兄说到的，这种Selga-Delta的AD应该上电校准一下。
ps:我的输入是高精度的锂电池提供的，实测输入不变化，况且即使变化我也是每次测量电压和ADC对比

只看该作者 · 2012-2-7 09:00

13# dqyubsh
仁兄高见！所有的都能理解，但有个地方，就是根据实际使用经验的话ADI在精度这方面做的更好些是么？其实我的精度没有那么高，1mV在国内应该是正常精度吧

只看该作者 · 2012-2-7 09:01

我满量程是5V，或者说0.02%应该还属于正常范畴

1万 · 2012-2-7 09:01

Sigma-Delta型的AD
1：LZ说“实际AD测量值和用安捷伦的6位半的高精度万用表相差最大的时候可以到20mV左右的样子”
误差是20mv/5V=0.4%，AD芯片在使用前要校准，但未校准其误差也不可能达到0.4%
LZ的AD输出不稳定，按AD芯片的性能，输出值应稳定在0.012%以内，所以LZ的信号源可能不稳
如果要测试精度达0.01%则要求信号源至少是0.003%的精度
2：硬件电路还是协议检查一下，最好贴出来
3：最终控制在10LSB应该是可以的

只看该作者 · 2012-2-7 09:13

有偏差属于正常，包括增益偏差和零点偏差，可以方便的矫正过来。
但是，非线性就难一些。Sigma-Delta ADC的非线性一般是弯曲的。
更重要的是稳定性，这个不好的话，今天读数是一个，明天就另一个了。
稳定性包括时间稳定性，也就是长期漂移，这个与基准，尤其是与电阻密切相关。
稳定性还包括温度的稳定性，也就是温漂，而电阻、基准（尤其是用所谓高精度锂电做输入基准）对温漂的贡献最大。

1万 · 2012-2-7 09:43

原来是用锂电做输入，那还有什么可说的。
早就说过了，要用高稳定性的电压基准源，精度多少根本不重要，重要的是高稳定性。比如你给ADC做基准的REF5025。
而且要直接输入，接运放后再输入，分析起来麻烦多了。
用6位半表进行校准，首先要先校准6位半表。这种表用了2，3年后变化还是很大的。

实例讨论下是哪里引起AD的测量精度

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