MS5803 14BA學習筆記(24 bit)

2021-10-24 21:48:41 字數 1739 閱讀 3572

the communication protocol 通訊協議

osr -->over sampling ratio 過取樣率

bidirectional 雙向的

calibration 校準

calibration coefficients 校準係數

complementary 互補

1.訊雜比(snr)

首先我們需要計算雜訊功率,這裡指adc量化雜訊:

然後我們需要計算訊雜比了:

b是adc位數,也就是adc位數越高,snr越大,進而就可以提高adc解析度。

2.過取樣

​ 先概括下過取樣的原理,adc的量化雜訊功率一定,和取樣速率,取樣點數無關,在這個前提下提高取樣速率,那麼從頻域看量化雜訊的功率密度減小(橫座標拉長,功率面積一定時,縱座標幅值變小),而訊號功率不變,頻域中量化雜訊和訊號重疊部分減小,相當於將很大一部分量化雜訊和訊號進行了分離,在通過低通濾波器,保留訊號部分去除雜訊部分,得以有效提高訊雜比snr,進而提高有效位數,提高解析度。下面通過兩張對比圖進行介紹。仔細分析圖1的(a)和(b),圖1是示意圖,圖1中三角部分訊號功率譜密度不變,(b)中的取樣率提高後訊號功率密度依然不變,雜訊的功率不變(灰色矩形面積不變),但是取樣率提高後長度變長,因而高度變矮,因此和訊號重疊部分減小,在通過理想低通濾波器後,去除大部分雜訊,保留訊號成分,就能有效提高訊雜比,進而提高解析度。

m就是過取樣率。

首先,計算上圖中的理想低通濾波器後的雜訊功率,結果如下:

根據新的雜訊功率計算新的snr:

通過低通濾波,雜訊功率被有效減小。過取樣率m每提高4倍,和提高1位adc解析度b的效果是一樣的,因此相當於提高了adc的解析度,即過取樣率m分別為4,16,64,解析度b提高了1,2,3位,但是解析度並不能無限提公升。

有了這樣的基礎,我們就來看看本感測器的osr特性:

可見最高osr為4096,也就是相當於解析度提高6位,不過因此需要付出轉換時間增加的代價,實際中為了提高速率,我們只使用osr=256,解析度提高4位,典型值0.54ms,即1851hz。

osr=256時,我們的解析度為氣壓1.0mbar,氣溫0.012度。

下面描述了進行一次氣壓數值轉換的過程。

我們一開始需要確定感測器prom中的系數值,由於這個值是固定的,只要測出來了就不用再測第二次:

4位crc以檢查儲存器中的資料有效性。

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