Differential- oder Single-Ended-ADC?

Es gibt praktisch keinen Vorteil bei der Verwendung von Differenzeingängen für Ihre Anwendung. Unter der Annahme, dass sich der Sensor in der Nähe des uC befindet, können Sie mit Single-Ended oder Differential fast identische Ergebnisse erzielen, +/- ein paar LSB.

Der wirkliche Vorteil von Differenzsignalen liegt in langen Kabelwegen und lauten Umgebungen für eine erhöhte Gleichtaktunterdrückung. Sie sind auch sehr nützlich bei der Instrumentierung, wenn es um sehr kleine Signale geht. Ein üblicher Weg, um mit Sensoren umzugehen, die ihren Widerstand in kleinen Beträgen ändern, wie z. B. Dehnungsmessstreifen und Druckzellen, ist die Verwendung einer Wheatstone-Brücke.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Diese Konfiguration selbst zentriert die Messung in der ADC-Spanne.$V_+-V_-=V_{differential}$Es ist wichtig, den Standardwiderstand so gut wie möglich zu erreichen. Jede Abweichung vom Standardwiderstand wird als Offset in der Messung angezeigt.

Auch dies geschieht, weil:

1. die Widerstandsänderungen sind sehr gering
2. Meistens sind die Sensoren weit von den Datenerfassungs- und -verarbeitungsgeräten entfernt

Um die Frage WIRKLICH zu beantworten, müssten wir wissen, welche Art von Widerstandsänderungen Sie erwarten. Wenn sie klein sind – ein paar Prozent der Grundlinie, ist die richtige Antwort die Wheatstone-Brückenkonfiguration und der oben gezeigte differentielle Eingang.

Wir müssten auch wissen, welche Art von Lärm Sie tolerieren können. Wenn das Signal groß ist und Sie sich nicht um Rauschen kümmern, spielt es keine Rolle, was Sie tun.

In den mittleren Situationen wird es etwas grauer. Wenn das Signal in einer elektrisch verrauschten Umgebung durch ein langes Kabel geht, erhalten Sie durch die Verwendung eines Twisted-Pair-Kabels und einer differentiellen Konfiguration ein saubereres Signal.

Wenn Ihre Toleranz für Rauschen gering ist, ist es möglicherweise nicht so wichtig, ob Sie eine differenzielle oder einseitige Konfiguration verwenden, wie die Vorverstärkung Ihres Signals, um nahezu den gesamten Bereich des ADC abzudecken.

Der beste Ansatz besteht darin, herauszufinden, wie viele Bits effektiver Auflösung Sie benötigen, und dann zu berechnen, wie viel Auflösung Sie durch Rauschen verlieren werden (möglicherweise müssen Sie messen, um dies zu sehen), und dann planen, was Sie tun müssen, um es zu erhalten diese Zahlen übereinstimmen.

Wenn ein ADC einen differentiellen Eingang bereitstellt, tut er dies im Allgemeinen, um seine Leistung zu maximieren. Ich habe gerade einen kurzen Blick auf das Datenblatt geworfen und nicht allzu viele Informationen darüber gefunden, wie die Eingänge differentiell angeschlossen werden können, und ich habe Bedenken, dass die Art und Weise, wie Sie sie erwarten, möglicherweise falsch und / oder nicht vorteilhaft ist.

Die meisten (vielleicht alle?) Differential-A2Ds benötigen einen echten Differentialeingang, um die beste Leistung zu erzielen. Ich hätte gedacht, Sie müssten gegenphasige Diff-Signale eingeben, die um die Hälfte von Vref zentriert sind.

Außerdem ist der Eingangswiderstand der analogen Eingänge ziemlich klein und Sie würden mögliche Fehler bekommen, wenn Sie Ihren Sensor direkt anschließen. Ich möchte Sie dringend bitten, mehr Informationen über den ADC zu erhalten, bevor Sie sich auf ein Design festlegen, von dem Sie möglicherweise enttäuscht sind.