Ich versuche, den Strom durch die Last von 1 mA bis 10 A mit einer Genauigkeit von 1 mA zu messen. Ich verwende einen 10-mΩ-Stromshunt. Ich dachte auch an eine Low-Side-Messung (da Eingangsspannungen bis zu 100 V erreichen können). Ich möchte grundsätzlich Gleichströme oder gepulste Ströme so hoch wie möglich messen. Ich habe zahlreiche Dokumente durchgelesen und war verwirrter als zuvor, ADC ist wirklich ein komplexes Thema (oder vielleicht liegt es nur an mir :-P).
Also im Grunde brauche ich 14-Bit-ADC, aber da diese eher selten sind, entschied ich mich, nach einem 16-Bit zu suchen und fand ADS1148 , das ein 16-Bit 2 kSPS ist ADC.
Bei 10 mΩ und 1 mA erhalte ich 10 μV über dem Strom-Shunt-Widerstand. Oder 10 μV/mA.
Bei einer externen Referenz von 2,048 V bekomme ich der Auflösung könnte ich weiter einen x16-Verstärker verwenden und so eine Auflösung von 3,9 μV oder 390 μA erhalten.
Der analoge Eingangsspannungsbereich ist +-Vref (deshalb 2 * Vref). Wenn ich also Vref + an 2,048 V und Vref- an 0 angeschlossen habe, kann VI Spannungen im Bereich von + -2,048 V lesen? Oder werden diese Werte unter Vref- als 0x00 gelesen?
Da dieser spezielle ADC über einen internen PGA verfügt, kann ich seine Eingänge direkt über den Strom-Shunt anschließen und die Verstärkung auf etwa 16 V / V einstellen? Oder ist es besser, einen Differenzverstärker über den Strom-Shunt anzuschließen, das Signal zu verstärken und dann seine Spannung über ADC zu messen (in diesem Fall brauche ich nur einen Single-Ended-ADC?)? (Der Diff-Amp wird aber noch vorhanden sein, da ich ihn schon für etwas anderes brauche)
62,5 * 16 = 160 μV erscheint mir ziemlich niedrig, liegt das im Bereich des "normalen" Grundrauschens? Bekomme ich wirklich 16-Bit-Genauigkeit davon? (Ich bin da sehr skeptisch) Aber wenn ich einen Differenzverstärker über den Strom-Shunt schließe, verstärke ich auch dieses Rauschen (oder bin ich das nicht wegen des hohen CMRR)? Wenn nicht, wie kann ich berechnen, welches CMRR ich benötige, um eine 16-Bit-Genauigkeit zu erreichen?
Auf Seite 15 im Datenblatt finden Sie Rausch- und ENOB-Tabellen. Aber unter Bezugnahme auf MAXIM-Definitionen ist ENOB in diesem Fall wirklich rauschfreie Auflösung? Daraus folgt, dass ich bei einer PGA-Verstärkung von 1 (mit externem Differenzverstärker) und 640SAS eine rauschfreie Auflösung von 15,4 Bit erwarten kann oder oder 9,47 mA oder unter Berücksichtigung einer x16-Verstärkung etwa 592 μA Auflösung?
Ich entschuldige mich im Voraus, wenn dies eine zu lange Frage ist, aber ich konnte diese Konzepte alleine nicht verstehen.
Der ADS1148 ist dafür nicht der richtige ADC.
Es hat einen Differenzeingang, was nützlich ist, wenn Sie positive und negative Spannungen messen möchten. In Ihrer Anwendung ist die Polarität (höchstwahrscheinlich) fest und Sie verschwenden daher die Hälfte des Messbereichs.
Der Differenzeingang hat einen bestimmten "Eingangs-Gemeinschaftsbereich", der der Durchschnitt der beiden Eingangsspannungen ist. Sie muss innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen, der durch Gleichung (3) im Datenblatt angegeben ist. Daher können Sie in Ihrem Fall keine kleinen Spannungen oder kleinen Ströme messen.
Die Verstärkung des PGA sollte so sein, dass Sie den vollen Bereich des ADC nutzen. Zum Beispiel 2,048 V / 10 mV ~ 20. Also ist 16 eine gute Wahl. Ohne einen Blick ins Datenblatt zu werfen, würde ich davon ausgehen, dass der eingebaute PGA die Leistung nicht allzu sehr beeinträchtigen sollte.
Der ENOB von 15 ist in Ordnung und mit Mittelung sollten Sie in der Lage sein, noch mehr Genauigkeit aus diesem ADC herauszuholen.
Andreas Morton
Golaž