∑-ΔADC應(yīng)用筆記

　　4.93250 ± 10%2490 ± 1%1820 ± 1%130000 ± 15%0.1 ± 10%502.061511.458332.39140

　　050 ± 10%2490 ± 1%1820 ± 1%130000 ± 15%0.1 ± 10%5000.00048NANA

　　表2列出的計(jì)算值均來(lái)自式1的計(jì)算結(jié)果和圖3定義的精確測(cè)量。表格頂部給出了式1在標(biāo)稱(chēng)輸入電壓下的理論計(jì)算結(jié)果，選擇標(biāo)準(zhǔn)的分立元件。表2底部給出了演示系統(tǒng)中實(shí)際測(cè)量的元件值以及測(cè)試誤差，同時(shí)還給出了用于FSR校準(zhǔn)和計(jì)算得到的KCAL系數(shù)，計(jì)算公式如下：

　　校準(zhǔn)系數(shù)KCAL按照式2計(jì)算：

　　KCAL = VTRMAX/(VADCMAX - VADC0)(式2)

　　式中：

　　VTRMAX是輸入最大值，分別代表±5V或±10V輸入信號(hào)。

　　VADCMAX是測(cè)量、處理后的ADC值，MAX11040評(píng)估板設(shè)置與圖3相同，輸入信號(hào)設(shè)置為VTRMAX。

　　VADC0是測(cè)量、處理后的ADC值，MAX11040評(píng)估板設(shè)置與圖3相同，輸入信號(hào)設(shè)置為VIN = 0 (系統(tǒng)零失調(diào)測(cè)量)。

　　KCAL (本實(shí)驗(yàn)中)是針對(duì)特別通道的校準(zhǔn)系數(shù)，根據(jù)VADC計(jì)算輸入信號(hào)VTR。

　　KCAL誤差計(jì)算顯示只基于標(biāo)稱(chēng)值的KCAL“理論值”可能與基于實(shí)際測(cè)量值計(jì)算的KCAL之間存在1%左右的誤差。

　　所以，只是依靠理論計(jì)算還不足以支持實(shí)際要求;如果設(shè)計(jì)中需要達(dá)到EU IEC 62053標(biāo)準(zhǔn)要求的0.2%精度，就必須對(duì)每個(gè)測(cè)量通道進(jìn)行滿(mǎn)量程(FSR)校準(zhǔn)。

　　表3所示結(jié)果驗(yàn)證了? FSR輸入信號(hào)的測(cè)量。利用高精度HP3458A萬(wàn)用表測(cè)量數(shù)據(jù)，利用式2中的校準(zhǔn)系數(shù)KCAL得到ADC測(cè)量值和計(jì)算值。

　　表3. 驗(yàn)證? FSR輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量結(jié)果 GeneratorGeneratorMAX11040CalculationVerrRequirements

　　Nominal signal (? FSR)VTR_m - signal measured by HP3458AVIN measured by ADCVTR_C = VIN × KCAL(VTR_M - VTR_C) × (100/VTR_C)IEC 62053

　　(VP-P)(VRMS)(VRMS)(VRMS)(%)(%)

　　Channel 1: ±5.0003.48920.742593.490126-0.0265440.2

　　Channel 2: ±2.5001.74710.73071.747384-0.0162650.2

　　表3中的VTR_M表示輸入? FSR信號(hào)時(shí)的測(cè)量值，而VTR_C表示基于MAX11040測(cè)量值和KCAL處理、計(jì)算得到的數(shù)值。

結(jié)果顯示調(diào)理后的電路測(cè)量誤差VERR低于0.03%，可輕松滿(mǎn)足EU IEC 62053規(guī)范要求的0.2%精度指標(biāo)。

　　圖4. MAX11040EVKIT GUI允許用戶(hù)方便地設(shè)置各種測(cè)量條件：12.8ksps、256采樣點(diǎn)/周期和1024次轉(zhuǎn)換。此外，GUI的計(jì)算部分提供了一個(gè)進(jìn)行快速工程運(yùn)算的便捷工具。

　　測(cè)量結(jié)果也可以通過(guò)USB口傳送到PC端，從而利用強(qiáng)大的(而且免費(fèi))的Excel進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析。

　　結(jié)論

　　MAX11040等高性能多通道同時(shí)采樣、Σ-Δ ADC非常適合工業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。