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ADS1282噪声问题

Guiping Cao
Prodigy 160 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1282

你好，我们在项目中使用了TI的ADS1282芯片，其datasheet给出的噪声RMS值约为1.1uV，但我们在实测中得到的噪声值约为~30uV，而且改变内部增益寄存器的值，如设置为64，得到的噪声RMS值居然和增益设置为1时基本一样。我们测试了电源电压（正负2.5V），参考电压（5V），均无问题，噪声测试采用了两种方法，其一是从通道1输入，此时通道1直接下拉电阻到地；其二是使用了内部的400ohm下拉电阻，结果一样。

  • 0
    TI__Intellectual 2006 points

    PGA input voltage noise density  is 5nV/rt(Hz).  请问1.1uV是从哪里得到的？

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 160 points

    通常等效输入噪声密度无法直接衡量噪声水平，因为等效输入噪声密度这和所在的频率段密切相关，如低频由于1/f噪声，所以通常较高，高频则可以很低。

    根据SNR=20log（Srms/Nrms)公式，datasheet给出的SNR为124dB，故可以得到Nrms=1.1uV。

  • 0 回复 Guiping Cao
    TI__Intellectual 2006 points

    那你的信号通路带宽是多少？ 计算噪声密度的话是多少？

    另外请问你的正负基准管脚输入电压是多少？ PGA?

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 160 points

    2K以内，而且测试噪声的话，不用管这个吧？

    基准电压VRFEN=-2.5V，VREFP=2.5V，电源电压为正负2.5V。

    基准电压精度为10mV。

    PGA设置为1和64时，测得的噪声RMS值居然相同！！！

  • 0 回复 Guiping Cao
    TI__Intellectual 2006 points

    基准源是哪一颗？

    测试输入噪声时，应该把输入差分信号直接短路测试，而不是接地。

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 160 points

    基准源为ADI的ADR445.

    仅差分短接，输入电平就不好确定了，不知道其内部有无输入共模牵制电路。

    同时接地，既是差分短接，同时设置了输入共模电平为0！

    实际上1282内部第三路输入即是差分下拉电阻到（Vdd+Vss)/2.

    我的基准源提供方式是通过电源平面提供的，不是单点提供，即ADR445通过电源平面给四路1282提供基准了，不知是否有害，即便如此，我想测得的噪声也不应该那么大吧？

  • 0 回复 Guiping Cao
    TI__Intellectual 2006 points

    基准噪声不大，ADS1282基准源所需电流也没问题。可以看基准是否干净还是受到其他影响，把它输入到1282做采样来判断，噪声变化。

    可以短路差分输入脚而不必接地做测试，结果如何？

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 160 points

    基准输出5V（VREFP-VREFN)，VREFP=2.5V，VREFN=-2.5V，哪个都不能直接作为1282的输入，已经超过了1282输入范围，如果电阻分压，噪声就不好说了。

    短路差分输入脚，和直接接地，结果基本一致，无明显差异。

    把1282 CAPP，CAPN直接下拉到地，按要求这两个管脚需要接10nF电容，作为外部采样电容，直接下拉就可以排除内部PGA的影响了，相当于调制器输入直接下拉到地，此时噪声还是那么大，由此是否可以判定基本就是基准源的问题了？

    然基准源用精密万用表测试，显示很稳定，而且这个基准源之前用过的，真郁闷。

  • 0 回复 Guiping Cao
    Prodigy 160 points

    附图为噪声时域波形，很有特点，好像在两个基线之间跳动（0和-2e4），造成噪声幅度大。

    不知道是否1282内部有什么东西不稳定？

    基准源应无问题，测噪声时，也无外围电路影响性能，完全是1282内部在跑。

  • 0 回复 Guiping Cao
    TI__Intellectual 2006 points

    Datasheet中所有测试曲线及数据都是1282 CAPP-CAPN=10nF下完成的，而且特别强调了A C0G capacitor (10nF typical) must be connected to CAPP and CAPN to filter modulator sampling glitches. 一个是电容特性很重要C0G的，另一个是它会虑除delta-sigma modulator的数字切换噪声。把管脚撬起来，并一颗10nF电容试一下？

    如果还有问题，把数据转到频域下看一下，干扰点在哪？

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 160 points

    是的，测试都是在capp，capn之间跨接10nF电容测试的，只是因为一直找不到噪声大的原因，才尝试着将capp和capn短接，看看效果。

    将数据转换到频域，看不出干扰点在哪儿，只是DC附近幅度大。

     

    很奇怪，没有什么外围电路，噪声测试整个都是1282内部在跑，我用的是内部第三路输入，从SPI口去读数据，然后导入matlab计算噪声RMS值，

    计算结果和datasheet相去甚远！除了供电电压或者基准源之外，没有什么可以影响到1282的，供电电源我都是采用了LDO，基准源是ADR445，都测过了。

    从时域来看，噪声好像在两个基线跳动，中间有很明显的类似脉冲的东西（见前面帖子中图），感觉Sigma-Delta调制器或者滤波器有什么不稳定。

    另有芯片内部LDO输出1.953V，应该是1.8V的，作为Digital Core电压，但是有芯片输出1.8V的，噪声依然很高。

  • 0 回复 Guiping Cao
    TI__Intellectual 2006 points

    再确认一次，即使第一路差分输入直接短路测试，噪声也没有变化。PGA=1或64也没有变化。

    板上只保留一片1282(LDO输出是1.8V)正常工作，在看一下结果如何？

    可以的话，提供你的原理图及寄存器设置，看能否ADS1282EVM上面做验证。

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 160 points

    1. 短路测试，噪声无变化，设置PGA增益，噪声不随增益而改变。

    2. 测试中一直是单片，另一边采用不同的reference电压，不影响。

    3. 原理图按照1282datasheet中Fig.70所画，去除了75kohm电阻，MCLK，M0，M1均下拉，nrst，pwn上拉。

    4. CONFIG0=8‘b01010110; CONFIG1=8'b00101000，其他默认。

    另CAPP，CAPN之间datasheet上要求C0G 10nF电容，我用的是X7R的，不知可有影响？

  • 0 回复 Guiping Cao
    TI__Intellectual 2006 points

    "去除了75kohm电阻"  就是指CAPP CAPN之间只有一个10nF电容，跟别的地方都没有联接，对吗？ 方便的话只把ADS1282的周边电路图发给我(jianhui-liu@ti.com).

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 160 points

    是的，CAPP，CAPN之间只有一个10nF电容。

    ADS1282周边电路已发送至jianhui-liu@ti.com。

    谢谢你的回复。

    祝好！

  • 0 回复 JHL
    Prodigy 40 points

    你好，仍然是1282求助，相关资料已发到你邮箱，请帮我分析一下原因，双面PCB，1282的分辨率只能达到16位（PGA=64）