理解和运用ADS127L11EVM GUI中的Histogram Analysis

ads127l11是德州仪器在2021年发布的高分辨率高采样率σδadc,在评估其噪声和有效分辨率的时候可以运用本文论述的基于histogram analysis的方法。
首先给ads127l11evm输入一个稳定的直流电压源,该直流源需要深度去耦以减少输入的噪声影响,然后对其进行大量的重复采样。采样的统计结果会显示在ads127l11evm-pdk gui的histogram analysis界面中。如图1统计了16384次采样结果。
图1.    ads127l11evm-pdk gui的histogram analysis
code spread是adc输出code的峰峰值,在图1中为307。
在统计结果中,还有一个名为sigma(σ)的参数,它的定义为统计结果的标准差。
其中code(i)是每次采样的结果,n是采样样本量16384,mean是所有样本的平均值,在图1中为227.09。我们可以利用sigma计算出有效分辨率。选择adc的输入范围为±2.5v,则满幅度范围为fsr为5v,1lsb的值为,
可以运用code spread和sigma分别计算出噪声的峰峰值(vpp)和均方根值(vrms)。
运用可以计算出有效分辨率,
运用可以计算出无噪声代码分辨率noise free code resoltuion。超过这个位数的输出代码是没有明确解析的,所以要保守的评估adc的分辨率可以用这个指标。
需要注意本文计算的有效分辨率和有效位数enob是有区别的。enob的定义是在输入满量程正弦波的时候,通过测量信纳比(sinad)得到的。
还要注意ads127l11能支持高的采样率,尤其在high speed mode的时候,需要为参考输入和adc输入选择合适的buffer(比如ths4551)以提供足够的驱动能力,否则histogram analysis就会引入因驱动能力不足而导致的误差。ref6225集成了buffer,适合用于ads127l11的参考。
ads127l11evm默认的输入时钟是24mhz。在使用low speed mode的时候需要将clock divider设置为div by 8以满足该模式最高3.2mhz时钟频率的要求。


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