本帖最后由 dffzh 于 2025-9-26 17:26 编辑
@21小跑堂
最近使用ADC芯片ADS1262在做一些数据测试和调试，前前后后也测试了不少数据，今天就与大家分享一下测试记录的总结。
一、 ADC芯片ADS1262的相关寄存器配置和数据测试记录 主要寄存器包括： 1、POWER寄存器； 2、INTERFACE寄存器； 3、MODE0寄存器； 4、MODE1寄存器； 5、MODE2寄存器； 6、INPMUX寄存器； 测试结果请参考文档： ADS1262寄存器配置及测试分析250724.pdf。
二、 ADC芯片ADS1262的相关功能验证和数据测试记录 主要包括： 1、斩波模式关闭时，采集数据偏大的原因分析； 主要原因：软件代码配置错误导致（RDRY信号的中断触发方式应为下降沿触发，而不是上升沿触发）； 2、DELAY配置及测试； 只有在斩波模式打开的情况下，MODE0寄存器的DELAY配置才会生效，此时DELAY时间会体现在ADC芯片的DRDY引脚的输出波形上，即： 此时ADC完成一次转换的时间是 DELAY时间+tD(STDR)时间； 其中tD(STDR)为不同滤波模式不同数据速率下的转换延迟时间，如下图： 此时实际的采样率为： 在斩波模式关闭的情况下，DELAY配置不起作用，即此时ADC完成一次转换的时间就是MODE2寄存器的DR采样率。 此外，测试还发现： 在斩波模式关闭的情况下，实际采样率只受DR配置影响，无论滤波模式配置了什么； 从下面的滤波框图可以看出，ADC内部实际的滤波过程其实也不是像MODE1寄存器的FILTER配置里描述的那么单一： 3、GAIN配置为16或32时采样数据与理论不匹配的原因分析； 主要原因：不同GAIN对应的差分输入电压的FSR不一样，如下图： 比如GAIN为16时，差分输入电压FSR等于2.5/16=0.156V。 之前出现的测试现象，即是因为差分输入电压处于FSR临界点位置或超出FSR范围；
另外，回读的SPI数据里也有一个STATUS状态字节，里面有监控PGA报警状态的，比如配置放大器增益128，GAIN配置为32，回读的STATUS字节是79，即PGA位产生了告警。
三、 ADC芯片ADS1262的斩波模式功能的数据测试记录 主要包括以下不同的配置测试： 1、称重传感器空载，PGA增益配置1，DR采样率配置400SPS，斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试； 2、称重传感器空载，PGA增益配置1，DR采样率配置7200SPS，斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试； 3、称重传感器空载，PGA增益配置4，DR采样率配置400SPS，斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试； 4、称重传感器空载，PGA增益配置8，DR采样率配置400SPS，斩波模式关闭和打开的采样数据对比； 5、称重传感器放置一杯水，PGA增益配置1，DR采样率配置400SPS，斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试； 6、称重传感器放置一个控制器，PGA增益配置1，DR采样率配置400SPS，斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试； 7、称重传感器空载，采集数据1000个点，PGA增益配置1，DR采样率配置400SPS，斩波模式关闭和打开的采样数据对比测试； 8、称重传感器空载，持续运行一个晚上，大概15小时左右，第二天早上发现数据变化有点大，采样数据有20多万个点，已在项目周会上讨论过，目前原因不明确，需要复现后在分析。
四、 ADC芯片ADS1262的内部温度传感器数据读取测试记录 考虑到后续可能会用上ADC芯片温度来做温度补偿操作等，所以研究了ADC芯片的内部温度传感器的数据读取，并进行了对应的采样数据测试。
以下的温度数据没有包括温度计算公式中的25： 主要包括以下测试： 1、裸板冷启动，监控ADC芯片温度变化； 2、ADC芯片温度采样数据和称重传感器空载采样数据，分时采集； 3、ADC芯片温度采样数据和称重传感器空载采样数据，分时采集，运行一个晚上； 4、ADC芯片温度采样数据和称重传感器（放置一个控制器）采样数据，分时采集，运行一个晚上； 5、ADC芯片温度采样数据和称重传感器（放置一个控制器）采样数据，分时采集，运行半天，中间人为给芯片降温； 6、ADC芯片温度采样数据和称重传感器（放置一个控制器）采样数据，分时采集，运行期间通过电风扇间断性给芯片降温后再关闭风扇；
7、称重传感器采样数据升序排序后最大最小值的差值计算。
五、 使用6位半仪器和ADC芯片采样数据的对比测试记录 主要包括6位半采集传感器输出电压，6位半采集放大器输出电压，ADC芯片采集放大器输出电压， 主要包括如下测试：
1、确认了采样数据有时候抖动或偏差大的原因并非串口打印错误引起，实则实际数据存在波动； 2、6位半仪器和ADC芯片采集放大器输出电压数据对比，6位半采样率5Hz（200ms），串口打印间隔200ms，运行一晚上，空载； 此次测试结果，两种方式的变化趋势一样，但6位半采集到的数据波动更小。 3、6位半仪器和ADC芯片采集放大器输出电压数据对比，运行一晚上，放置控制器； 此次测试结果，两种方式的变化趋势却不一样，有些奇怪。 4、6位半仪器采集传感器输出电压，ADC芯片正常采集，下午运行近3小时，空载； 综上，从所测数据来看： 1、传感器输出电压会出现抖动现象； 2、6位半采集的数据在准确度上比ADC芯片采集的要好； 3、ADC芯片采集到的数据波动确实不小； 4、其他的暂未发现明显规律。
六、 ADC芯片ADS1262的噪声性能解读和数据有效位数测试记录 1、ADC芯片输入噪声性能 根据芯片手册里面所描述的，输入噪声性能主要取决于以下配置：PGA增益，采样速率，滤波器模式和斩波模式； 使用尽可能高的增益可以获取较低的输入噪声； 较低的采样速率可以降低输入噪声； 滤波器模式阶数的增加，可以降低输入噪声； 启用斩波模式后，输入噪声可以降低1.4倍左右。
下图为所示条件下ADC芯片的输入噪声性能的部分数据，可以看出，增益越大，噪声越小。 2、ADC数据有效位数对比测试 根据芯片手册里面所描述的，不同配置下，ADC数据的实际有效位数（ENOB）是存在差别的，理论值即为32位； 以下进行了简单的对比测试，ADC配置如下：
采样速率 400SPS，增益 1，斩波 开启，滤波器模式 SINC1，即对应的ENOB为22.7位，近似用23位来计算； 进行了空载和放置一个物体的测试，数据如下： 从以上初测结果来看，不同的ENOB造成的实际差别似乎并不明显，通过以下的数据也可以进行分析： 实际有效位是23位，即无效数据位是9位，按照 (无效低9位ADC数据*2.5/0x7fffffff)*1000000即可得到低9位ADC数据对应的采样电压值，单位用uV表示；
采集数据如下图： 因为低9位数据最大值才0x1FF（511），而分母FSR值很大，得到对应的采样电压值最大才0.594882uV；
因此，对应我们这种应用场景，实际用上ENOB是否可以改善采样效果，有待评估。
七、 使用砝码进行理论重量和实测重量的对比测试记录
传感器输出电压和重量对应关系近似1uv/g，使用传感器输出电压反推实测重量； 使用6位半仪器采集传感器输出电压并统计和使用平均值进行计算： 所测数据如下所示： 不过以上的实测重量是在未校准称重传感器的情况下进行的，如果我们用空载和1000g砝码进行校准，然后计算，得到的结果如下所示：
八、 使用100g砝码进行ADC芯片不同增益配置的测试，对比标准差和平均值 使用100g重量的砝码进行了ADC芯片不同增益配置的采样电压数据测试，主要看下数据处理后的标准差和平均值情况，具体如下： 不同增益配置时的测试环境基本一致（板子上电后开始采样），每隔100ms取1次采集数据，取10次数据后去掉最小最大值，剩余8次取平均值作为一个有效点，即每隔1s打印一个有效点，总共输出了500多个有效点；
不同增益配置下500多个点求出的标准差和平均值数据如下表所示： 平均值电压数据如下图所示：
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