Tatsächliche Genauigkeit eines ADC

Ich habe einige ADC-Datenblätter überprüft und bin etwas verwirrt über die tatsächlich erreichbare Genauigkeit eines ADC.

Nehmen wir diesen ADC für dieses Beispiel (ADC MCP3422): http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/22088c.pdf

Die wichtigsten Spezifikationen:

  • 18 Bit ADC (für 3.75 SPS, keine fehlenden Codes)
  • Integrierte Spannungsreferenz (VREF): Genauigkeit: 2,048 V ± 0,05 %
  • INL: 10 ppm des Skalenendwerts
  • GAIN ERROR 0,05 bis 0,35 % (PGA = 1, enthält alle Fehler von Onboard-PGA und VREF)Elektrische Eigenschaften 2

Ein Instrumentenverstärker liefert ein Signal im Bereich von 0-2 V an diesen ADC (Single-Ended). Dieser ADC wird den PGA nicht verwenden (also: PGA = 1). Wenn man nur die Spezifikation „Gain Error“ nimmt, kann er um bis zu 0,35 % abweichen, so dass in Bezug auf die Konvertierungstabelle, die ich unten angehängt habe, bereits nur ein 10-Bit-ADC max . Ich habe nicht alle anderen Fehler aus den Spezifikationen, die ich bisher gepostet habe, aufgenommen. Sehe ich es falsch und könnte ich mit diesem ADC (tatsächlich nützliche Bits 14 = <) immer noch eine anständige Genauigkeit erzielen?

Danke schön.

Umrechnungsfaktoren der Spezifikation

Du hast mich vor langer Zeit verloren, Partner. Viel zu viele Fragen und einige müßige Spekulationen. Details sind in Ordnung, aber Sie müssen die Dinge auf bestimmte und wichtigste Fragen eingrenzen, die mit einem „?“ enden. So wie es jetzt ist, ist es zu weit gefasst, um es mit ein paar Absätzen zu beantworten.
@Sparky256: Danke für das Feedback. Ich habe versucht, es etwas einzugrenzen...
ENOB wird aus SNR berechnet, einschließlich zufälligem Rauschen und harmonischer Verzerrung. Somit sind Offset- und Verstärkungsfehler nicht enthalten, da sie das SNR nicht beeinflussen.
@analogsystemsrf: Verstanden, danke. Dann denke ich, dass ENOB nicht der Begriff ist, nach dem ich suche. Betrachtet man die Tabelle, die ich bereitgestellt habe (Spezifikations-Umrechnungsfaktoren), ist ein Fehler von 0,1 % 1 Teil von 1000, also 1000 ppm. Würde der Verstärkungsfehler von 0,35 % diesen ADC also bereits zu einem schlechten ~10-Bit-ADC machen?
Gesamtmessfehler ist ein Begriff, den Sie vielleicht recherchieren möchten. Der Verstärkungsfehler kann je nach Anwendung wichtig sein oder auch nicht.
Sie verwechseln Auflösung und Genauigkeit. Es sind immer noch 18 Bit, es sei denn, Sie haben Rauschen in Ihrem System. Die Genauigkeit, die Sie anfordern, ist sehr schwer sofort zu erreichen. Sie müssen es wahrscheinlich kalibrieren, um es genau zu machen
@TemeV: Durch Kalibrieren könnte ich also die angeforderte Genauigkeit erhalten? Wie würde ich in meinem Fall kalibrieren? Ich denke, indem ich die Eingaben kürze und den anfänglichen Offset / Wert lerne und ihn in der Software kompensiere (entweder addiere oder subtrahiere), nachdem er digitalisiert wurde?
Normalerweise müssen Sie mindestens den Offset- und Verstärkungsfehler messen, dann den Offset subtrahieren und den Verstärkungsfehler multiplizieren. Es kann auch Nichtlinearität geben, daher benötigen Sie wahrscheinlich mehrere Messpunkte und erstellen dann eine Nachschlagetabelle für die Kompensationswerte. Dann gibt es eine Temperaturdrift ... Es hängt alles davon ab, was Sie erreichen möchten
@TemeV: Ich schätze, ich lerne diese Werte, indem ich einen SHORT am Eingang des Instrumentenverstärkers anlege und dann am Ausgang des ADC überprüfe, welche Werte ich bekomme? Dann kompensieren? Wie würde ich die Werte für eine Nachschlagetabelle lernen? Irgendwelche Best Practices? Danke schön!
Führen Sie ihm ein bekanntes Signal zu und prüfen Sie, welchen Wert der ADC anzeigt instrumentationtoolbox.com/2013/08/…

Antworten (1)

Es gibt viele verschiedene Messsituationen, also viele verschiedene Angaben zur „Genauigkeit“.

Sie könnten an absoluter Genauigkeit interessiert sein. Wenn Sie eine NPL 1v-Referenz haben, was ist das Schlimmste, was das ADC- System als lesen würde. Wenn Sie alle möglichen Ungenauigkeitsquellen (Referenzfehler, Nullpunktverschiebung, Verstärkungsfehler, Kontaktpotential an den Systemeingängen usw.) zusammenzählen, kann es in der Tat sehr schlecht aussehen.

Es gibt jedoch andere Situationen, in denen einige dieser Genauigkeitsverschlechterungsterme irrelevant sind. Sie könnten daran interessiert sein, wie viel Rauschen diese 1-V-Messung über einige Sekunden (SNR) verteilt, damit Sie kalibrieren und messen können. Vielleicht interessiert es Sie, wie sehr es sich von Monat zu Monat ändert (Langzeitstabilität). Sie interessieren sich dafür, ob 2x diese Eingabe und 3x diese Eingabe als 2x und 3x (Linearität) gelesen werden. Sie könnten an der Verzerrung hoher Ordnung einer Sinuswelle im kleinen Maßstab interessiert sein (Monotonie und differentielle Linearität). Möglicherweise führen Sie eine ratiometrische Messung durch (z. B. in einer Waage), bei der die Referenzspannung irrelevant ist.

Abhängig von der Mischung der Spezifikationen kann der eine oder andere ADC für eine bestimmte Anwendung besser sein. Deshalb schreiben die Hersteller ein so gründliches (für den Laien verwirrendes) Datenblatt. Verstehen Sie Ihre Anwendung und welche Spezifikationen relevant sind, und schauen Sie sich dann nur diese an.

Vielen Dank für Ihre Antwort! Nehmen wir an, Temp. und Langzeitdrift ist nicht wichtig und mein ADC ist ziemlich gut in Bezug auf Linearität. In diesem Fall könnte ich es kalibrieren und die ADCs-Fehler/Offsets in der Software kompensieren, richtig? Legen Sie eine bekannte Spannung am Eingang an und sehen Sie, welchen digitalen Wert ich erhalte, und subtrahieren Sie ihn dann von meinem Endwert? Irgendwelche anderen Best Practices oder Tipps? Oder habe ich es falsch verstanden?
Legen Sie zwei verschiedene Spannungen an und passen Sie eine gerade Linie ay=mx+c dazwischen an. Das kalibriert Gain und Offset gleichzeitig. Wenn Sie nur eine Cal-Spannung anlegen und eine unbekannt anpassen, müssen Sie (möglicherweise unbegründete) Annahmen über die andere treffen. Natürlich könnte einer Ihrer Bekannten 0 V betragen, sodass eine andere Spannung 2 ergibt. Wenn der ADC einen signifikanten Eingangsvorspannungsstrom aufweist, besteht ein Unterschied zwischen Leerlauf und Kurzschluss „0 V“. Verwenden Sie in diesem Fall den ADC mit derselben Impedanz, mit der Sie ihn kalibrieren.
Tatsächliche Genauigkeit eines ADC
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v