ADS127L11是德州儀器在2021年發布的高分辨率高采樣率ΣΔADC,在評估其噪聲和有效分辨率的時候可以運用本文論述的基于Histogram Analysis的方法。
首先給ADS127L11EVM輸入一個穩定的直流電壓源,該直流源需要深度去耦以減少輸入的噪聲影響,然后對其進行大量的重復采樣。采樣的統計結果會顯示在ADS127L11EVM-PDK GUI的Histogram Analysis界面中。如圖1統計了16384次采樣結果。
圖1. ADS127L11EVM-PDK GUI的Histogram Analysis
Code spread是ADC輸出code的峰峰值,在圖1中為307。
在統計結果中,還有一個名為Sigma(σ)的參數,它的定義為統計結果的標準差。
其中Code(i)是每次采樣的結果,n是采樣樣本量16384,Mean是所有樣本的平均值,在圖1中為227.09。我們可以利用Sigma計算出有效分辨率。選擇ADC的輸入范圍為±2.5V,則滿幅度范圍為FSR為5V,1LSB的值為,
可以運用Code spread和Sigma分別計算出噪聲的峰峰值(Vpp)和均方根值(Vrms)。
運用可以計算出有效分辨率,
運用可以計算出無噪聲代碼分辨率Noise Free Code Resoltuion。超過這個位數的輸出代碼是沒有明確解析的,所以要保守的評估ADC的分辨率可以用這個指標。
需要注意本文計算的有效分辨率和有效位數ENOB是有區別的。ENOB的定義是在輸入滿量程正弦波的時候,通過測量信納比(SINAD)得到的。
還要注意ADS127L11能支持高的采樣率,尤其在High Speed Mode的時候,需要為參考輸入和ADC輸入選擇合適的buffer(比如THS4551)以提供足夠的驅動能力,否則Histogram Analysis就會引入因驅動能力不足而導致的誤差。REF6225集成了buffer,適合用于ADS127L11的參考。
ADS127L11EVM默認的輸入時鐘是24MHz。在使用Low Speed Mode的時候需要將Clock Divider設置為Div by 8以滿足該模式最高3.2MHz時鐘頻率的要求。
審核編輯:郭婷
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