使用AD7705测量AD8226输出端电压，AD转换结果明显偏低是怎么回事？如何解决？

针对AD7705转换结果偏低的问题，以下是可能的原因及解决方案：

1. 参考电压配置问题

• 检查点：确保REFIN+/-端电压准确稳定（2.5V）。
  
  
  
  • 用万用表测量REFIN+与REFIN-之间的电压，确认是否为2.5V。
  
  
  • 若参考电压由分压电阻生成，检查电阻值是否匹配（如分压电阻温漂、精度不足）。
  
  
  • 检查AD7705寄存器设置，确认参考源选择为外部REFIN（默认是REFIN，但需排除其他配置）。
  
  

2. 增益设置错误

• 关键点：AD7705的增益设置需与输入信号范围匹配。
  
  
  
  • AD7705的输入范围由公式 VIN = (CODE × VREF) / (增益 × 2^16) 决定。当前使用2.5V参考电压，若输入电压为1.669V，理论转换值应为：
    

    CODE = (1.669V × 2^16 × 增益) / 2.5V

    
    

    例如，增益=1时，CODE ≈ 0xAA5F；若实测结果为0x5A95（约0.88V），可能是增益被错误设置为2（输入范围变为0~1.25V）。

  
  
  • 解决：检查配置寄存器中的增益位（如增益=1时，设置位为000），确保与实际信号匹配。
  
  

3. 输入模式配置错误

• 检查点：确认AD7705通道配置为单端输入模式。
  
  
  
  • 通道1的-端（AIN1-）接地，此时应配置为单端输入模式。若误设为差分模式，可能导致负端电压未正确处理。
  
  
  • 解决：检查寄存器中的通道设置字（如单端模式配置位是否启用）。
  
  

4. 未使用通道处理不当

• 风险点：未使用的通道2（AIN2+悬空，AIN2-接地）可能引入干扰。
  
  
  
  • 解决：将未使用的AIN2+引脚接地或固定到中间电平（如1.25V），避免悬空导致噪声耦合。
  
  

5. 时钟或滤波器设置错误

• 关键点：时钟频率与滤波器设置需匹配。
  
  
  
  • AD7705的滤波器寄存器控制输出数据速率和抗混叠性能。若滤波器截止频率过低，可能导致信号衰减。
  
  
  • 解决：检查滤波器寄存器设置，确保输出数据速率（ODR）适合当前信号频率（例如，2.4576MHz时钟下，设置ODR=50Hz时，代码值为0x0C）。
  
  

6. 校准问题

• 步骤遗漏：AD7705需在上电或配置变更后执行校准。
  
  
  
  • 解决：初始化时执行自校准（发送校准命令并等待DRDY引脚变低），校准期间避免读取数据。
  
  

7. 软件SPI通信错误

• 潜在问题：时序或数据格式错误导致寄存器配置写入失败。
  
  
  
  • 检查SPI的时钟极性（CPOL）和相位（CPHA）是否符合AD7705要求（需CPOL=1, CPHA=1）。
  
  
  • 验证写入寄存器的数据是否正确，例如通过回读寄存器值确认配置是否生效。
  
  
  • 注意：AD7705的16位寄存器需先写8位通信字，再写8位数据。
  
  

8. 硬件信号路径问题

• 排查点：
  
  
  
  • 用示波器观察AD8226输出端和AD7705的AIN1+引脚波形，确认是否存在噪声或电压跌落。
  
  
  • 检查AD8226的增益电阻（2kΩ）是否计算正确，增益公式为 G = 1 + (49.4kΩ / Rg)，若Rg=2kΩ，则增益≈25.7，可能导致输出电压超出AD7705的量程（需结合PT100信号范围验证）。
  
  
  • 确保AD8226的输出电压未超过AD7705的输入范围（0V~VREF=2.5V），若超过需调整增益或参考电压。
  
  

9. 电源与接地问题

• 检查点：
  
  
  
  • 确认AD7705和AD8226的电源电压稳定（如AVDD=3.3V/5V），地线无虚焊。
  
  
  • 使用星型接地或单点接地，避免地回路噪声影响小信号。
  
  

逐步排查流程

1. 验证参考电压：测量REFIN+/-是否为2.5V，若偏差较大需检查参考电路。


2. 回读寄存器配置：通过SPI读取AD7705的时钟、增益、模式寄存器，确认配置与预期一致。


3. 简化信号输入：暂时断开AD8226，直接给AD7705输入已知电压（如1.25V），观察转换结果是否正常。


4. 执行校准：重新发送校准命令，等待DRDY信号后再读取数据。


5. 检查SPI时序：用逻辑分析仪捕获SPI通信波形，确认数据写入正确。

示例修正方案

假设发现增益被误设为2（输入范围0~1.25V）：

1. 修改配置寄存器，设置增益=1（寄存器值0x10）。


2. 重新校准AD7705。


3. 读取转换结果，若恢复为1.669V附近（理论CODE≈0xAA5F），则问题解决。

通过上述步骤逐一排查，应能定位并解决AD7705转换值偏低的问题。

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