ZHCABK2A March 2022 – March 2024 ADC128D818 , ADS1000 , ADS1000-Q1 , ADS1013 , ADS1013-Q1 , ADS1014 , ADS1014-Q1 , ADS1015 , ADS1015-Q1 , ADS1018 , ADS1018-Q1 , ADS1100 , ADS1110 , ADS1112 , ADS1113 , ADS1113-Q1 , ADS1114 , ADS1114-Q1 , ADS1115 , ADS1115-Q1 , ADS1118 , ADS1118-Q1 , ADS1119 , ADS1120 , ADS1120-Q1 , ADS112C04 , ADS112S14 , ADS112U04 , ADS1130 , ADS1131 , ADS1146 , ADS1147 , ADS1148 , ADS1148-Q1 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1158 , ADS1216 , ADS1217 , ADS1218 , ADS1219 , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122C14 , ADS122S14 , ADS122U04 , ADS1230 , ADS1231 , ADS1232 , ADS1234 , ADS1235 , ADS1235-Q1 , ADS1243-HT , ADS1246 , ADS1247 , ADS1248 , ADS124S06 , ADS124S08 , ADS1250 , ADS1251 , ADS1252 , ADS1253 , ADS1254 , ADS1255 , ADS1256 , ADS1257 , ADS1258 , ADS1258-EP , ADS1259 , ADS1259-Q1 , ADS125H01 , ADS125H02 , ADS125H18 , ADS125P08 , ADS1260 , ADS1260-Q1 , ADS1261 , ADS1261-Q1 , ADS1262 , ADS1263 , ADS127L01 , ADS1281 , ADS1282 , ADS1282-SP , ADS1283 , ADS1284 , ADS1287 , ADS1291 , LMP90080-Q1 , LMP90100 , TLA2021 , TLA2022 , TLA2024
5.4 ADC 開銷時間
導(dǎo)致 ADC 轉(zhuǎn)換延遲的另一個因素是 ADC 開銷時間。此時間取決于 ADC 指示新的轉(zhuǎn)換結(jié)果就緒之前處理轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)所需的任何內(nèi)部 ADC 功能。ADC 開銷時間由 ADC 設(shè)計定義，因此用戶無法進行更改。
與可編程延遲時間不同，每次穩(wěn)定數(shù)據(jù)變?yōu)榭捎脮r，都需要 ADC 開銷時間。不過，轉(zhuǎn)換過程會在 ADC 開銷時間開始時啟動，這樣 ADC 開銷時間只會增加至第一次轉(zhuǎn)換期間的轉(zhuǎn)換延遲。圖 5-4 以紅色突出顯示 ADC 開銷時間，及其在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下 ADS124S08 低延遲 濾波器每個轉(zhuǎn)換周期中發(fā)生的時間。
圖 5-4 在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下使用 ADS124S08 低延遲濾波器時的 ADC 開銷時間重要的是，圖 5-4 確認 ADC 開銷時間僅影響第一次轉(zhuǎn)換期間的轉(zhuǎn)換延遲。第二次及后續(xù)轉(zhuǎn)換結(jié)果必須能夠適應(yīng) ADC 開銷時間，但轉(zhuǎn)換過程會與 ADC 開銷時間同時開始，這樣總體轉(zhuǎn)換延遲便等于 1 / ODR。
高階濾波器遵循相似的模式。圖 5-5 以紅色突出顯示 ADC 開銷時間，及其在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下 ADS124S08 sinc3 濾波器的轉(zhuǎn)換過程中發(fā)生的時間。
圖 5-5 在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下使用 ADS124S08 Sinc3 濾波器時的 ADC 開銷時間圖 5-5 中不穩(wěn)定的 sinc3 數(shù)據(jù)無需 ADC 開銷時間，因為該數(shù)據(jù)在第一次和第二次轉(zhuǎn)換周期后尚未準備好進行處理。相反，ADC 開銷會在第三次轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后開始，然后在每個第二次及后續(xù)轉(zhuǎn)換周期結(jié)束后立即開始。不過，對于第二次及后續(xù)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換過程會與 ADC 開銷時間同時開始，因此它并不影響總體轉(zhuǎn)換延遲。最終結(jié)果就是使用 ADS124S08 sinc3 濾波器時，開銷時間僅影響第一個轉(zhuǎn)換延遲，就像圖 5-4 中的低延遲濾波器那樣。
ADC 開銷時間的一個重要特性是，它通常需要固定的 ADC 時鐘周期，因此可以獨立于 ODR。這意味著，隨著 ODR 增加，ADC 開銷時間往往會占用更大比例的總體轉(zhuǎn)換延遲。為了驗證這個說明，請參閱表 5-1 中的 ADS124S08 sinc3 轉(zhuǎn)換延遲值。如表格注釋 #3 所述，轉(zhuǎn)換延遲中不含可編程延遲。因此，使用 sinc3 濾波器時的 ADS124S08 第一次轉(zhuǎn)換延遲值由三個轉(zhuǎn)換周期加上 ADC 開銷時間組成，如圖 5-5 所示。由于轉(zhuǎn)換周期只是為第二次或后續(xù)轉(zhuǎn)換指定的時間，所以可以使用方程式 14 計算 ADS124S08 sinc3 濾波器開銷時間 tADC_OVERHEAD：
其中
- tMOD(FC) = tMOD 周期數(shù)（等于第一個轉(zhuǎn)換延遲）
- tMOD(SSC) = tMOD 周期數(shù)（等于第二個或后續(xù)轉(zhuǎn)換延遲）
考慮以 tMOD 周期數(shù)表示的 tADC_OVERHEAD 很有幫助，因為轉(zhuǎn)換延遲值（以微秒為單位）可能包含會導(dǎo)致結(jié)果變模糊的舍入誤差。不過，如果 ADC 數(shù)據(jù)表沒有以 tMOD 周期數(shù)形式量化轉(zhuǎn)換延遲，可以使用以毫秒表示的轉(zhuǎn)換延遲值。在這種情況下，請將方程式 14 中的變量替換為以毫秒為單位的相應(yīng)轉(zhuǎn)換延遲值。
表 5-4 使用方程式 14 來計算使用 ADS124S08 sinc3 濾波器時所有 ODR 的 tADC_OVERHEAD。表 5-4 還計算了 tADC_OVERHEAD 所占的總轉(zhuǎn)換延遲比例。
| ODR (SPS) | tMOD(FC) (tMOD PERIODS) | tADC_OVERHEAD (tMOD PERIODS) | % 的占比 |
|---|---|---|---|
| 2.5 | 307265 | 65 | 0.02% |
| 5 | 153665 | 65 | 0.04% |
| 10 | 76865 | 65 | 0.08% |
| 16.6 | 46145 | 65 | 0.14% |
| 20 | 38465 | 65 | 0.17% |
| 50 | 15425 | 65 | 0.42% |
| 60 | 12857 | 65 | 0.51% |
| 100 | 7745 | 65 | 0.84% |
| 200 | 3905 | 65 | 1.66% |
| 400 | 1985 | 65 | 3.27% |
| 800 | 1025 | 65 | 6.34% |
| 1000 | 808 | 40 | 4.95% |
| 2000 | 424 | 40 | 9.43% |
| 4000 | 232 | 40 | 17.24% |
對于表 5-4，需要注意的是，使用 ADS124S08 sinc3 濾波器時，tADC_OVERHEAD 在所有 ODR 上并不恒定。ODR < 1000SPS 時，tADC_OVERHEAD = 65 ? tMOD 周期；ODR ≥ 1000SPS 時，tADC_OVERHEAD = 40 ? tMOD 周期。此行為是數(shù)字濾波器架構(gòu)造成的，并且對于同一 ADC 內(nèi)的不同濾波器，可能會有所不同。此外，表 5-4 確認了以下說法：隨著 ODR 增加，tADC_OVERHEAD 在總體轉(zhuǎn)換延遲中占到的比例也會增加。實際上，當 ODR = 4000SPS 時，tADC_OVERHEAD 幾乎是總轉(zhuǎn)換時間的 20%，而當 ODR = 2.5SPS 時，則僅為 0.02%。
如前所述，ADC 開銷時間由 ADC 設(shè)計定義。這意味著，對于給定的 ADC 數(shù)字濾波器架構(gòu)和 ODR，ADC 開銷時間在總轉(zhuǎn)換延遲中的占比是固定的。不過，tMOD 周期可以通過修改 ADC 時鐘頻率來更改，因此轉(zhuǎn)換延遲也可以這樣更改。