测试ADS1244，增加参考电压以及输入信号滤波

简 介本文测试了ADS1244 ADC的性能通过优化参考电源和电源分割设计显著降低了数据噪声。实验显示输入2V电压时数据方差约33比改进前降低20倍。对比2.4576MHz和3MHz时钟源发现频率变化对噪声影响不大但外部信号源的地线干扰会增大噪声。结果表明ADS1244的时钟频率选择对50Hz干扰抑制效果不明显而良好的地线隔离对降低噪声更为关键。相关测试数据表明优化后的电路性能稳定适合精密测量应用。关键词ADS1244ADS1244 转换电压基本特性测试ADS1244对应的ADC的基本特性AD780 Datasheet**AD\Test\2026\May\TestADS1244RefCIU32F0.SchDoc ***01【ADS1244性能测试】一、背景刚才初步测试了ADS1244数据转换的问题 它的线性性非常好但是对于它的数据出现的噪声方差 根据统计还是比较大的 这是因为在原来此电路中 一方面没有对参数电源进行处理。 另外一方面是ADS1244的地线和电源线 并没有与单片机的电源线进行分割 这样就会造成测量所得的数据的噪声比较大 下面我们重新设计电路 处理一下电路中的参考电源和电源线的分割问题 查看一下ADS1244它本身在数据转换中的噪声究竟有多大。二、电路设计设计测试电路图在原有的基础上增加了一个参考电压源 它的型号为AD780。 配置它的输出电压选项端口接地 也就是它会输出三伏的参考电压。 另外将电路中的模拟地和数字地分开 对5V电源也进行了一个分割。 铺设单面PCB适合一分钟制板 一分钟之后得到测试电路板 电路板制作得非常完美现在对它进行焊接 使用高压水蒸气对电路板进行清洗之后测试ADS1244的转换性能。 需要说明的是ADS1244的它的时钟可以通过一个跳线端子 选择来自于单片机三兆赫兹的时钟源 还是外界信号源提供的时钟源源 这样我们也可以测试信号源呃声源的频率对于噪声的影响。 给电路施加5伏工作电源 测量参考电压输出的电压为2.999伏非常稳定。三、测试结果现在到了激动人心的时候了 我们让单片机采集200个数据 统计它们的方差和最大值、最小值之间的变化范围 现在是给电路板外部施加两伏的输入电压 采集200个数据数据的标准方差为33.2 比上一个版本电路对应的620低了20倍左右 最大值最小值之间的变化范围是155。接下来我们使用外部的信号源DL1062给ADS1244提供2.4576兆赫兹的时钟源。 根据它的数据手册在这个频率下 它会对外部50赫兹的干扰信号能够起到最大的抑制能力。 通过示波器观察可以看到ADS1244的时钟源是方波信号 下面依然测量200个数据 统计一下此时数据的方差大小。 根据测量的200的数据 其中包括有一个数据异常排除之后 我们计算数据的方差 以及最大、最小数据之间的变化范围。 标准方差为33.16这和刚才使用三兆赫兹10经源所得的方差基本是一致的 只是略微小了那么一点点。 数据的最大值最小值之间是167 比刚才155的变化范围稍微大了一点点 因此通过这样一个测试对比来看 ADS1244的时钟源对于现在这个电路来讲 它的频率是三兆赫兹还是2.4576兆赫兹对于采集到的数据的噪声没有差别。接下来我们有意将输入信号源使用一个电感来替代 这样他可以感受周围环境中50赫兹的干扰信号。 只是担心在前面测试过程中 信号源本身的噪声小 所以对比不出来ADS241244的时钟源的频率变化对数据的方差的影响 在输入端加入一个电感 因此它的直流电压在零左右 但是肯定存在着一些外部干扰信号我们首先使用2.4576兆赫兹信号 也就是外部信号源提供的时钟频率。 测量200个数据我们可以看到输出结果中会断断出现断断续续出现0xfffff这应该是因为。 当输入信号为小于0的时候出现的转换异常 我们把这些数据最终都设置为-1 此时我们看到对应的数据方差为120这比之前在输入为两伏的直流电压下 这个数据的方差大了很多那么接下来我们把外部信号源去掉 直接使用电路板单片机输出的三兆赫兹时钟源。 我们看到测量的数据之间就没有出现负1的情况 因此猜测前面测量过程中 由于外部引入了时钟源地线受到干扰产生的 那么对于我们测量的这200个数据来看 数据也比较齐整 对应的方差为20左右 这个数值甚至比刚才通过外部信号电压源提供两伏时对应的方差还小。 分析这种情况我们可以得到 正是因为刚才引入了外部电压源 仍然是地线受到干扰。 现在在这种使用单片机时钟源的情况下没有引入外部的时钟源 因此对电路的地线没有干扰所以整体上测量的数据信噪比非常高。 根据这个对比实验 我们可以知道ADS1244它的时钟源对外部的50赫兹干扰信号并没有太大影响 对比起来我们使用三兆赫兹和2.4576兆赫兹对于转换的数据噪声基本上是一致的 如果数据出现噪声有可能是外部引入的时钟源或者电压源的地线 对转换芯片产生了干扰。※总结 ※本文通过实验测量了aDS1244ADC的功能 经过对参数电源以及电源线的分割处理 在输入信号为两伏情况下 测量它的数据方差在30左右。 另外对比了使用外部提供的2.4576兆赫兹的时钟源 以及使用单片机提供的三兆赫兹的时钟源。 对于造成的影响。数据显示 不同的时钟源的频率 对于ADS12244转换数据的方差并没有造成很大的影响。 实际上反而是电路的地线 如果连接外部线路有可能所造成影响会更大。■ 相关文献链接:ADS1244 转换电压基本特性-CSDN博客测试ADS1244对应的ADC的基本特性-CSDN博客AD780 Datasheet