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使用AD7190做一个测力方案，高速数据采集，AD7190外接的是电阻桥形式的称重传感器
应用场景： 压力传感器装在垂直直方向上，垂直方向上由电机运动，压力传感器在垂直方向上接受0-5g的压力， 在5ms时间内传感器上的压力从0变化到5g力，当传感器压力达到1.5g时电机停止运动， 如果AD7190采样速率慢，电机停止的就慢，电机停止运动时的压力就变大， 所以AD7190 ADC采样速率配置为4.8kHz采样率（最高的采样率）， ADC配置为连续采样模式， 问题一： 在高速采样时，传感器在没有受到压力时，理论上应该是0，实际上数据跳动变化有400（单极性模式 清零后），在有压力时，数据跳动有5000（转换为力值约为0.5g力），因此，想去除数据的跳动，请问如何减小ADC的数据跳动？？？ 斩波 ？斩波对于4.8kHz采样率能否起作用 sin4 sin3滤波器？4.8k采样率还能否滤波？ 问题二： 当ADC数据超过1.5g时，IO1输出高电平 当ADC数据不超过1.5g时，IO1输出低电平 MCU接收到PC的指令后，中断连续采样模式，MCU发送ADC数据给PC，然后再进入连续采样模式， 如何中断连续采样后，再重新进入连续采样模式？？？ 连续采样模式，需要2个Tadc采样时钟周期？？？ 问题三： SYNC启动转换指令 CS高电平 CS低电平 SYNC 低电平 SYNC 高电平 ADC 采样 请问使用SYNC控制启动ADC启动转换指令与连续采样有什么区别吗？ 请问使用SYNC控制ADC复位RDY引脚，SYNC是否控制ADC重新建立ADC采样？？对ADC采样数据是否有影响？？？ 问题四： 数据输出速率对ADC采样精度的影响？？？ 50次采样速率与4.8k采样频率对比， 两次程序对比只更改了采样频率，前后两次对比 为什么50次采样频率数据跳动很小（图片中下面的数据）？4.8k采样频率数据跳动很大（图片中上面的数据）？ 
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5个回答
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楼主很厉害啊，分析问题挺仔细的，我大概说一下我的观点吧，一起探讨一下。
问题一： 在高速采样时，传感器在没有受到压力时，理论上应该是0，实际上数据跳动变化有400（单极性模式 清零后），在有压力时，数据跳动有5000（转换为力值约为0.5g力），因此，想去除数据的跳动，请问如何减小ADC的数据跳动？？？ 斩波 ？斩波对于4.8kHz采样率能否起作用 sin4 sin3滤波器？4.8k采样率还能否滤波？ 答：没有压力输入时，理论上系统的输出应该是0，但是实际物理系统都存在噪声，这里当电压分辨率足够高的时候，看到的肯定就不是一个稳定的值，而是噪声了，楼主不用担心有噪声是不是就不能用了，只需要拿自己的测试的噪声数据对照一下数据手册中的噪声参数，如果相似就可以认为已经达到ADC指标了。 第二个现象是为什么有压力时的数据跳动更大 1. 如果电路硬件没有问题，不排除系统的抖动，电机和传感器之间是否有抖动，结构是否稳定等 2. 在高精度测量中，工频干扰是快速高精度测量的大敌，我怀疑楼主这个地方的噪声由400个码变为5000个码，也有可能是因为50Hz干扰的引入导致的，所以希望楼主将测试数据作图，观察所有测量结果中码值跳动频率是否为50Hz的干扰信号导致，如果是，那么可以通过加强屏蔽，增加滤波器，改善电源供电处的50Hz干扰引入。 问题二： 当ADC数据超过1.5g时，IO1输出高电平 当ADC数据不超过1.5g时，IO1输出低电平 MCU接收到PC的指令后，中断连续采样模式，MCU发送ADC数据给PC，然后再进入连续采样模式， 如何中断连续采样后，再重新进入连续采样模式？？？ 连续采样模式，需要2个Tadc采样时钟周期？？？ 答：重新配置ADC模式寄存器即可重新进入连续采样模式 AD7190是sigma delta结构的ADC，所以连续采样模式下，需要的采样时钟周期不能简单的和逐次比较型ADC进行类比。 问题三： SYNC启动转换指令 CS高电平 CS低电平 SYNC 低电平 SYNC 高电平 ADC 采样 请问使用SYNC控制启动ADC启动转换指令与连续采样有什么区别吗？ 请问使用SYNC控制ADC复位RDY引脚，SYNC是否控制ADC重新建立ADC采样？？对ADC采样数据是否有影响？？？ 答：SYNC是同步信号引脚，将SYNC引脚拉低时，会使ADC停止工作，并将ADC内部的数字滤波器清零，所以最好不要使用该引脚控制ADC的时序。 问题四： 数据输出速率对ADC采样精度的影响？？？ 50次采样速率与4.8k采样频率对比， 两次程序对比只更改了采样频率，前后两次对比 为什么50次采样频率数据跳动很小（图片中下面的数据）？4.8k采样频率数据跳动很大（图片中上面的数据）？ 答：数据输出速率越低，ADC的精度越高，楼主可以参考数据手册中不同输出速率下的噪声指标。 最后建议楼主可以参考一下ADI官网关于sigma deltaADC的一些资料，可以看看这种ADC的实现原理，为什么可以达到这么高的精度，对你自己的设计会很有帮助的哈 |
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关于问题三： 答：SYNC是同步信号引脚，将SYNC引脚拉低时，会使ADC停止工作，并将ADC内部的数字滤波器清零，所以最好不要使用该引脚控制ADC的时序。 我程序是想按照如下思路考虑的， 项目有串口需求， 大概在40ms的周期内MCU会收到电脑的串口查询压力指令，MCU就停止连续采样模式，将ADC采样的值发送给电脑，之后再进入连续采样模式，总而言之，就是需要不停的中断连续采样，再重新进入高速连续采样！ |
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1楼回答的已经很详细了，很喜欢，先点赞。我在此就给楼主一些建议吧。
斩波使能可以很大程度的抑制失调误差和漂移，在斩波使能时，使用1200以下的数据输出速率才能同时使用sin4滤波器。建议楼主仔细看看数据手册，采样率为50时，需要完成96次转换获得一个结果，而当采样率达到4800时，一次转换就获得一个结果，对于小信号输入，AD7190的有效位还打不到16位，虽然说是24位ADC。但真正达到24位有效位，那是需要保证在使能斩波和使用4或3阶正弦滤波器的条件下才能实现的，但此时的数据传输速率才1点多。所以，楼主要想实现高有效位快速采样，就应该选择速度更高的ADC，例如：AD7175-2等。 AD7190的模拟电源和应变电桥的激励电源以及AD7190的基准电源上的噪声，也都是造成数据波动的原因，如果打算用AD7190实现高速称重测力的话，必须保证这些电源的纯净。建议使用低噪声LDO产生这一电源，AD7190的模拟电源和应变电桥的激励电源以及AD7190的基准电源这三者可以使用同一+5V低噪声电源，如果楼主所用传感器是六线制的话，建议从传感器的反馈线上获得AD7190的基准电源。 根据楼主的应用情况，应变传感器的激励线（如果是六线制还包括反馈线）和信号线上，建议增加共模滤波器，这对于稳定ADC的输出很有好处。 |
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tyh_candy 发表于 2018-8-16 08:24 关于： 采样率为50时，需要完成96次转换获得一个结果，而当采样率达到4800时，一次转换就获得一个结果 我只对于ADC应用比较熟，对于滤波这类的算法还有其他的理论知识确实欠缺。 关于： 楼主要想实现高有效位快速采样，就应该选择速度更高的ADC，例如：AD7175-2等。 对比了AD7175-2的芯片内部结构，ad7190内部有PGA，可以放大信号。 理论上AD输入最好在量程的2/3值比较好。所以选择的ad7190 关于： 建议使用低噪声LDO产生这一电源，AD7190的模拟电源和应变电桥的激励电源以及AD7190的基准电源这三者可以使用同一+5V低噪声电源，如果楼主所用传感器是六线制的话，建议从传感器的反馈线上获得AD7190的基准电源。 我使用的电源确实比较一般，mv级别的纹波。金升阳的K7805 关于： 建议增加共模滤波器 我对于共模滤波器还处于空白状态，不知道有没有一个大概的电路，我下来查资料增加一个类似的功能。 综上，非常感谢您的帮助！赞！ |
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vuwuerwe 发表于 2018-8-16 08:44 关于共模滤波器可以选用ACM4520-142，低噪声电源ADI的ADP7118就很不错。 |
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