文章摘要
文章探讨了2.97美元的ADS1115模数转换器的性能。作者比较了微控制器内置ADC与这款独立ADC的差异,指出后者通过可编程增益放大器能实现更高精度(16位)和小电压测量优势,但对其价格差异(从0.6到4美元)表示怀疑,认为低价产品可能使用了廉价元件。
文章总结
标题:2.97美元的ADC能差到什么程度?
在嵌入式开发中,我通常使用微控制器内置的ADC模块。这些模块价格低廉、速度尚可但精度一般,虽然标榜12位或16位分辨率,实际有效位数(ENOB)通常只有8-9位。
最近我开始试用TI公司的ADS1115独立ADC模块,这款器件号称能实现真正的16位精度。其亮点在于可编程增益放大器(PGA)功能,能将满量程从±6.144V调整至±0.256V,使最小分辨率达到7.8µV(0.256V÷32768)。相比之下,固定3.3V量程的微控制器ADC在9位有效精度下的步进值约为6mV。此外,ADS1115内置电压基准源的设计也比需要外接3.3V参考电压的RP2040等芯片更为便利。
不过这款ADC的定价存在蹊跷:Digikey平台千片单价约4美元,而LCSC渠道仅0.6美元。我从亚马逊以2.97美元/个(四件起购)的价格购入评估板,怀疑其使用的是LCSC渠道的廉价版本。同时订购了Adafruit售价更高的评估板(推测采用正规渠道芯片)作为对比,将于下周进行测试。
初步测试显示,这些廉价模块基本具备ADS1115的核心功能:真实的16位输出、可用的PGA功能、8-860SPS可调采样率。差分模式下,短接输入时读数归零,施加2.5V校准电压时测量值接近理论值,极性反转时读数符号正确变化。
但深入测试发现异常: 1. 采样速率偏差:规格书标注±10%误差范围,但三块模块在8SPS模式下实际为6.5-7SPS,另有一块异常达到300SPS(疑似时钟系统故障) 2. 精度问题:对2.50067V标准电压的测量结果为2.4883V,产生12mV(0.5%)误差,远超规格书标称值。不过通过MCU端的线性校正后,精度可提升至10µV级别。
推测这些廉价模块可能是精仿品或质检流出的瑕疵品。待下周收到高价版本后将进行对比测试,尽管其价格是廉价版本的四倍。
(注:文中涉及的亚马逊/Adafruit商品链接及三张测试图表已省略,保留关键数据说明)
评论总结
以下是评论内容的总结:
真假芯片鉴别方法
- 通过打磨和显微镜观察可以区分真假芯片,克隆芯片通常在技术节点、架构和尺寸上有明显差异。
引用:
"Clones tend to be vastly different - different technology node, architecture, die size"
"sand down both the cheapo and a legit one... you can then tell how similar/dissimilar the dies are"
- 通过打磨和显微镜观察可以区分真假芯片,克隆芯片通常在技术节点、架构和尺寸上有明显差异。
价格差异的原因
- 部分用户认为低价芯片可能是批量采购或不同渠道的结果,而非假货。
引用:
"The price difference could be explained by LCSC purchasing in bulk directly from TI"
"most people in Asia buy from lcsc or agents, that can get parts 2-10 times cheaper"
- 部分用户认为低价芯片可能是批量采购或不同渠道的结果,而非假货。
芯片性能争议
- 有评论指出低价芯片误差更大(12 mV vs 3 mV),但也有人认为集成ADC在优化后可以达到较好性能。
引用:
"4x the price, at approximately 4x the error (12 mV instead of ~3 mV)"
"You can typically shake 10+ bits out of them, but you need to take a lot of precautions"
- 有评论指出低价芯片误差更大(12 mV vs 3 mV),但也有人认为集成ADC在优化后可以达到较好性能。
ADC技术讨论
- 用户分享了不同ADC芯片的使用体验,从低速简单型号到高速复杂型号的比较。
引用:
"The ADS7953 is somewhat of a ferrari, whereas the MCP3208 feels like a Toyota"
"I’d love to know the industry background about how these varieties of ADC chips came to be"
- 用户分享了不同ADC芯片的使用体验,从低速简单型号到高速复杂型号的比较。
测试方法质疑
- 有评论对测试环境提出疑问,认为干扰因素可能影响结果。
引用:
"There’s nothing about the PSU... or how he managed the MCU noise and RFI"
"Single cycle readings defeat the point of sigma delta ADC setups"
- 有评论对测试环境提出疑问,认为干扰因素可能影响结果。
其他观点
- 包括对ADC技术发展的期待、术语解释需求,以及不同采购渠道的价格差异等。
引用:
"Why don’t they integrate good ADCs? We are waiting for ages now"
"Acronyms introduced in an article should be spelled out at least once"
- 包括对ADC技术发展的期待、术语解释需求,以及不同采购渠道的价格差异等。