ADC芯片的分辨率变化的问题

xianshasaman

楼主遇到了一个奇怪的现象，百思不得其解，跪求前辈们指点一下。

我在用一款ADI的芯片AD7683，单通道16位AD转换芯片。

电路图时这样的，AD7683进行温度的测量，VDD供电由5V的LDO提供，参考电压5.00V由一片ADR02参考电压源提供。IN-接地，IN+分别接测量电压。被测量电压理论上的范围是0到5V.

测量的结果大小是没有问题的，可以读出大致准确的电压值。

输出的数据精度是有问题的，表现出数据的位宽随被测电压的大小而自动变化。

在0.455V左右，AD读出的数字在5957,5956,5955，5954左右之间浮动，可以达到1LSB的最小差值，16位数字是有意义的；

在1.667V左右，AD读出的数字在21807,21839二者之间跳动，而且总是这2个数，从来没有采集到别的数字，而这2个数字的差是32==2^5;

在2.5  V左右，AD读出的数字在32719,32655,32783三个数之间跳动，而且总是这3个数，从没有采集到别的数字，而他们之间的差是64==2^6；

表现出来的行为好像是AD芯片随着被测电压的升高而逐渐降低分辨率。

请问大家有没有遇到过类似的问题？

xuande

很可能读取数据、管理数据方面有问题。

xianshasaman

借楼问下怎么上传图片啊？

AD7683接口驱动代码如下，
[mw_shl_code=c,true]u16 ADC_ReadWord(u8 ch)
{
        u8 clk_cnt,bit_cnt;
        u16 dout_word=0;
        ADC_SpiRstAll();

        ADC_CS(ch,CS_L);  //拉低对应的片选线，开始一次转换
        ADC_SpiDly(ADC_SPI_DLY);

        for(clk_cnt=0;clk_cnt<5;clk_cnt++)
        {
                ADC_CLK_H;
                ADC_SpiDly(ADC_SPI_DLY);
                ADC_CLK_L;
                ADC_SpiDly(ADC_SPI_DLY);
        }

        for(bit_cnt=0;bit_cnt<16;bit_cnt++) //读取16bit的转换值
        {
                u8 lvl = 0;
                ADC_CLK_H;
                ADC_SpiDly(ADC_SPI_DLY);
                ADC_CLK_L;
                ADC_SpiDly(ADC_SPI_DLY);    //DOUT电平在下降沿读取
                dout_word = dout_word << 1;   //MSB在前

                lvl = ADC_ReadBit(ch);
                if(1 == lvl)
                {
                        dout_word |= 0x0001;
                }
                else if(0 == lvl)
                {
                        dout_word &= 0xFFFE;
                }
        }

        ADC_SpiDly(ADC_SPI_DLY);
        ADC_CS(ch,CS_H);  //拉对应高片选线，停止本次转换
        return(dout_word);
}[/mw_shl_code]

xianshasaman

小大尖 发表于 2016-3-11 16:03
可以看看这些问题及解答，https://ezchina.analog.com/search.jspa?q=AD7683   供参考下

先谢谢你啦。
ADI论坛里那个问题其实就是我问的。

我开始是直接给ADI的客服支持打电话的，推脱了几天也没消息了，后来又去论坛发帖，也没人回。这才来万能的Openedv看看有没有人能指点下

xuande

这种应用问题，客服确实很难回答的。
可以给你解释基本的应用步骤，不可能替你实现高精度。

xianshasaman

xuande 发表于 2016-3-11 16:40
很可能读取数据、管理数据方面有问题。

时序和数据管理方面不能说绝对严谨，但是在低电压下也是一直能得到正确的结果，程序并没有修改，但是被测电压升高后明显不行了

xianshasaman

xuande 发表于 2016-3-11 16:40
很可能读取数据、管理数据方面有问题。

先谢谢您的回复，我在看看是不是有配置不对的地方

xianshasaman

原来真有这样的隐藏属性，是设计成这样的，那就没办法了，也不知道是不是为了低功耗的方案， 看来只能换芯片了

xuande

xianshasaman 发表于 2016-3-17 10:29
原来真有这样的隐藏属性，是设计成这样的，那就没办法了，也不知道是不是为了低功耗的方案， 看来 ...

到底什么问题？

xianshasaman

xuande 发表于 2016-3-17 10:44
到底什么问题？

ADI的一款芯片AD7683随着输入电压的升高，输出的数据位宽会降低。比如，被测电压是0.5v，输出16位数据；当被测电压是2.5v，输出12位数据；当被测电压是5v，输出10位数据。和技术支持沟通过了，他们也没什么办法。我本人怀疑是一种过度设计的功能

xuande

xianshasaman 发表于 2016-3-17 10:55
ADI的一款芯片AD7683随着输入电压的升高，输出的数据位宽会降低。比如，被测电压是0.5v，输出16位数据； ...

首先表示怀疑！
AD公司不会这么做。

待我看看手册。

xuande

xianshasaman 发表于 2016-3-17 10:55
ADI的一款芯片AD7683随着输入电压的升高，输出的数据位宽会降低。比如，被测电压是0.5v，输出16位数据； ...

手册看过了。
没有你说的这回事。

出这样的产品，而且手册没有任何说明，
AD公司就不是AD公司了。

xianshasaman

xuande 发表于 2016-3-17 14:03
手册看过了。
没有你说的这回事。

手册上确实没有说这个问题，所以我才去问的技术支持，然后按他们说的重新搭了一个测试电路，结果什么用都没有，电平的延时我已经从2ns一下测试到10ms以上了，仍然不好使。也说不定是买到假货了，已经考虑换芯片了

xianshasaman

xuande 发表于 2016-3-17 14:03
手册看过了。
没有你说的这回事。

问题已经解决了，用ADS8320代替了这个芯片，TI产的，和AD7683pin对pin的，也是16位100ksps的，接口时序也都一样，今天刚到的，换上去测试了一下，问题都没了当时就选的2款一致的芯片，不过没买TI的，总觉得ADI的品质会更好，唉

xuande

xianshasaman 发表于 2016-3-18 11:12
问题已经解决了，用ADS8320代替了这个芯片，TI产的，和AD7683pin对pin的，也是16位100ksps的，接口时序也 ...

那么芯片的疑点就上升。

我曾经用过一种LT的AD，自带2.048v参考电压，
在淘宝上买几片，实际输出的电压值为2.40v，
从正规代-理商拿货就没有任何问题。

后来打听，有人说是官方实验、试产阶段的货品，非法留出了。这情况比较靠谱。
不是芯片设计问题，是市场问题。

xianshasaman

xuande 发表于 2016-3-18 14:31
那么芯片的疑点就上升。

我曾经用过一种LT的AD，自带2.048v参考电压，

原来还有这样的事。总之多谢您的指点

HZY//123456

我是碰到8320的问题，去年打样就发现，在8320输入电压0.6左右以下，示波器点在输入脚，发现，8320会有电压倒出来

HZY//123456

后来问以前同事，说这个IC就是这样的，他们也找FAE了，也没解释明白。其实这个应该是AD采样都有的，只是其他小一点，ADS1115就很小。

HZY//123456

但是现在量产了，发现一个大问题，我的是1拖16个这个IC，SPI并联，并到8个左右以上，采样电压0.3以下，就少了70MV了，电压高了没事，并的少了也没事。不知道群里大师能搞懂怎么回事不？

genius

你的基准电压改变了，读出的AD就肯定会变化

xianshasaman

HZY//123456 发表于 2018-6-11 00:43
但是现在量产了，发现一个大问题，我的是1拖16个这个IC，SPI并联，并到8个左右以上，采样电压0.3以下，就少 ...

没太看明白你遇到了什么问题，是输入端的模拟信号被ADC芯片拉低吗？还是输出的数字信号在多路采样的场合变小？
我没用过这么多路的8320同时采样，而且偏置电压也没用过这么低，所以只能猜测性的提些建议。如果是直接干扰了输入的模拟信号，那有可能是AD的输入阻抗的问题，也有可能模拟电路的电源被干扰了。如果模拟信号没有任何问题，数字信号输出不正常，有可能像楼下说的那样，基准电压被干扰了，你的基准电压源怎么选的？

HZY//123456

不好意思，现在才回来。还找昨天的问题。基准没问题，就在它边上。我的一拖16是线比较长，最长的1M,最短的20CM.今天发现是只连连接线，线的另外一头模块没接了。主板只连一个模块，也是把250MV读成180MV.但昨天说的接1.25V，就很准，很稳定。明天再验证，这线是影响了STM32,还是影响了ADS8320.我的方案就是一个STM32主板连了16个采集模块，都是DB15线连起来的。

xianshasaman

HZY//123456 发表于 2018-6-11 23:47
不好意思，现在才回来。还找昨天的问题。基准没问题，就在它边上。我的一拖16是线比较长，最长的1M,最短的2 ...

基本不可能是影响到mcu了。如果是数字信号通信收到干扰，一般都是出现乱码，不至于很稳定的变小，而且模拟输入较大的时候没有任何问题。
要么是模拟电路本身受干扰，要么就是AD芯片内部的问题。

其实我用过的AD检测0点附近的小电压的时候也都是偏小，具体原因我也不知道，但是0.3v就开始有跳变好像有点大了。

ads1115没有这个问题是因为 它是个差分输入的ADC，它可以检测负电压和正电压，电压的0点不是它量程的0点，而是它的半量程附近。只检测正电压的时候相当于15bit的ADC。
如果你检测接近它量程0点的负电压，用反接输入管脚的方式检测一个接近量程上限的正电压（相当于测量一个负电压），估计ads1115也会有这个问题

HZY//123456

今天还没搞定。你的就是8320有0.3以下测不准吗？差多少？但是我的，没连那个多空的DB15的线又可以测到那么小。哎业余帮忙的，只有晚上去找问题，累的要死。今天是每个模块加上拉电阻，也没效果。看波形，高电平的第一位都是一样的，再后面就少了。明天试试把基准降低看看。已经做了80个了，没得改了，不然就换其他IC了。明天7683换上去不知道怎么样

HZY//123456

今天还把DB15里的2组运放用的电源断了，也不起作用，只剩下8320的电源了

HZY//123456

如果按楼主说的，那要读0V左右的AD芯片是不是最好都选1115那样的才好

xianshasaman

HZY//123456 发表于 2018-6-12 23:31
今天还没搞定。你的就是8320有0.3以下测不准吗？差多少？但是我的，没连那个多空的DB15的线又可以测到那么 ...

要是手里有7683就优先换一片试试吧，说不定就好了。

还有你用8320测低电压的到底有没有结果正常的时候？正常的时候硬件是怎么连的？不正常的时候电路有什么区别，信号从哪个节点开始就变得和预期不一样了？
你分析问题的时候要尽量缩小问题的范围，排除无关的变量的影响，一定要要孤立、片面的分析，不要整体的混到一起分析。

HZY//123456

是的。就是最后缩小到，主板 16个DB线，一个模块。只要少几根DB线就可以，多一根就不行，不行就是值测少了。今天淘宝的7683没反应，数据线没电平。不过把5V供电降到3.3V就可以了，基准也降到2.5V去。试了2个是没问题的。改天多测测稳定性。