Sigma-Delta-ADC vs. SAR-ADC zum Multiplexen von Signalen

Wir verwenden Mikrocontroller der PIC32MZ-Serie für unsere energiebasierte Anwendung, bei der wir Spannung und Strom für elektrische Verbraucher messen. Ein einziges Messgerät kann den Strom für bis zu 10 Verbraucher überwachen, daher haben wir eine mehrpolige Schnittstelle zum ADC verwendet. Die aktuelle ADC-Auflösung beträgt 12 Bit, was meiner Meinung nach in Ordnung ist.

Was ich jetzt online gelesen habe, sind Sigma-Delta-ADCs besser geeignet, um die Leistung zu messen, insbesondere im Niederfrequenzbereich, da sie genauere Messwerte liefern und Rauschen von Übertragungsleitungen herausfiltern können. Das Problem ist, dass die meisten MCUs mit SAR-ADCs geliefert werden (die im Allgemeinen gut funktionieren), aber in unserem Fall denke ich, dass Sigma Delta besser zu uns passen würde, das Problem ist, dass Sigma Delta normalerweise dediziert ist und keine Kanäle hat (wir brauchen mindestens 12 Kanäle).

Was ist Ihr Lösungsvorschlag in meinem Fall? Meine Frage ist, es lohnt sich, für eine bessere Genauigkeit von SAR zu Sigma Delta zu wechseln, und zweitens wäre es ein machbares Design, wenn ich einen externen MUX-IC hinzufüge, um dasselbe Sigma Delta für mehr als 10 Kanäle zu verwenden? Dieser Pic MCU PIC24FJ64GC006 wird mit einem Sigma-Delta-ADC mit einer Abtastrate von 244 bis 62,5 Ksps geliefert. Für einen Kanal bin ich mit einer Abtastrate von 6,4 kHz pro Kanal einverstanden. Danke

Die PICMZ-Serie ist ihr Flaggschiff mit einem 200-MHz-Takt, einem 50-MHz-Bus usw., aber MPUs mit ADCs haben Auflösungsgrenzen. Fast alle PIC-Serien sind 10-Bit-Single-Ended-Eingänge. Trotz Kosten und Platz werden Sie mit einem externen Sigma-Delta mit 18 bis 26 Bit Auflösung und analogen Muxen zur Kanalauswahl viel zufriedener sein. Verwenden Sie nach Möglichkeit Differenzeingänge, um Bandrauschen und DC-Drift zu minimieren. Das ist nur meine Meinung...
Sie können Sigma-Delta nicht muxen, aber Sie können einen 4-in-1-IC erhalten, der mit I2C kaskadiert werden kann
Beachten Sie: Es ist besser, wenn Sie die Signalbandbreite (BW = 0,35 / Anstiegszeit) definieren, dann Anti-Alias-Filter, Abtastrate und was ist die nützliche Ausgabe? (Peak, Avg, Peak/Avg-Verhältnis, RMS, Max/Min? und Ausgabeintervall der Daten, dann Anzahl der Samples pro Ausgabe, gemittelt, Ihre Intoleranz für Fehler %) DANN entscheiden Sie, welchen ADC Sie benötigen.
Es gab einen MicroChip-Leistungsmesser-IC mit einer Genauigkeit von fast 0,1 % oder besser, der Sigma-Delta zur Rauschunterdrückung verwendete.
Inkrementelles Sigma-Delta kann zum Multiplexen verwendet werden – Sigma-Delta-Typen, die in Audio für ein kontinuierliches Signal verwendet werden, können nicht zum Multiplexen verwendet werden.

Antworten (2)

Ich bin mir nicht sicher, warum niemand den STM32F373 mit DREI 16-Bit-Sigma-Delta auf den Markt gebracht hat, die simultane Konvertierungen mit 50 Ksps einzeln durchführen oder sie mit 16,5 Ksps (21 Single-Ended-Kanäle oder 11 Differenzkanäle) plus einem 12-Bit-SAR-ADC mit 1 Msps multiplexen können. ST hat einen App-Hinweis zur Verwendung für einen Leistungsmesser und sie verwenden die SDADCs für Strom und den SAR-ADC für Spannung. Es hat Fließkomma + DSP bei 72 MHz. Plus 2 12-Bit-1-Msps-DACs, 2 RR-Analogkompensatoren, 15 Timer, USB, CAN usw. Alle ADCs können von demselben Timer/von derselben Quelle getriggert werden.

Ich verwende einen, um ein LCR / ESR-Messgerät herzustellen. Im Moment versuche ich zu sehen, ob ich einen der DACs für die Anregungsspannung verwenden kann oder mit einem externen DDS gehen muss.

Möglicherweise benötigen Sie einen inkrementellen Sigma-Delta-ADC zum Multiplexen. Weil sie bei jeder Konvertierung einen Reset-Zyklus haben.

Ich bin nicht der Meinung, dass ADC in http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30009312d.pdf nach Überprüfung dieser Dokumentation multiplexfähig ist.

Ein sogenannter „inkrementeller“ Sigma-Delta-ADC ist dasselbe wie ein ADC, der einen „Trigger“-Eingang hat, um einen neuen Abtastzyklus zu starten, richtig? Der ADS1178 hat dies und wenn er nicht verwendet wird, wird er einfach weiter abtasten, aber ich wusste nie, dass Sigma-Delta-Wandler mit einer solchen Funktion einen eigenen Namen haben.
Sigma-Delta-ADC vs. SAR-ADC zum Multiplexen von Signalen
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