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[参考译文] PGA116:PGA116 SPI 序列代码

Guru**** 1637200 points
Other Parts Discussed in Thread: PGA116, PGA117, OPA2314
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/882473/pga116-pga116-spi-sequence-code

器件型号:PGA116
主题中讨论的其他器件: PGA117OPA2314

大家好、
在与声学相关的项目中、我应该选择连续10个麦克风预放大、并能够更改其增益。
我找到了 pga116/7、它似乎非常适合这样做。
但是、我无法使其通过 SPI 接口运行。
我发送的序列代码为:(请参阅数据表第29页的表3)
0x E1F1    (225 241)-关断使能电路
0x 2A20    (42 32)-写入选择通道0、G=4
0x 2A20    (42 54)-写入选择通道4、G=32
0x E100    (225 0)-关断可解电路
但我没有得到我所期望的结果。
我们诚挚地欢迎您的帮助!
提前感谢大家

Romano

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    您好、Romano、

    您是否正在运行 SPI 模式= 0、0?

    下图显示了 SPI 串行接口时序图。  

    您的 SCLK 信号看起来不同。 我希望它对于2字节数据应该是连续的、发送数据时、时钟在 E1和 F1之间显示了一个间隙。   

    cs 条信号在2字节数据后保持低电平、请参阅下图。  

    如果您处于 Mode=0、0、则 CS-bar 信号的下降沿应与 D15位对齐、D15位对于 E1而言为高电平。  

    我发送的序列代码为:(请参阅数据表第29页的表3)
    0x E1F1    (225 241)-关断使能电路 -看起来正常。  
    0x 2A20    (42 32)-写入选择 Ch0、G=4 -看起来正常。  
    0x 2A20    (42 54)-写入选择通道4、G=32 - 0x2A54 (排印错误)
    0x E100    (225 0)-关断故障电路-看起来正常

     

    请重试并告知我们。  

    最棒的

    Raymond

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    您好、Raymond、

     

    感谢您的快速回复。

    是的、我的 SPI 正在运行0、0。

    我知道我的 SLCK 有一点不同、SPI 接口发送两个8位的数据包、通过 GAP 进行分离。

    但这种方法有效(请参阅下面的屏幕截图)、包括写入序列和读取序列。

    我只是意识到我误解了 shutdown 命令。

    首先、我们必须发送0xE100 (唤醒)而不是0xE1F1 (将电路置于睡眠模式)!!! 好的、现在非常清楚

     

    写入更改增益


     

    主机 IRQ


     

    但是、我还发现了另一个基准电压问题。

    在我的应用中、10前置放大器由晶体管级制成。

    它们可以具有一个最大值为1.3V 至1.9V 的工作点直流电压。

     

    如果我将 Vref 连接到1.6V (Vcc/2)的基准、则 PGA 会放大交流信号、当然还有输入级和 Vref 之间的直流电压差。

    这可以是增益的0.3V 倍(在高增益时、Vout 将卡在电源轨上)。

    仅在交流模式下使用 PGA 的放大器是否有不足之处、如下所示? 这是可行的、但它是正确的方式吗?

    因此、只有交流电被放大、输出端的直流电遵循输入端的直流电。

     


     

    提前感谢您的建议。

    Romano

     

     

     

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    您好、Romano、

    问题:

    仅在交流模式下使用 PGA 的放大器是否有不足之处、如下所示?

    答案:

    数据表第4页的 Vref 或引脚8指示"必须将 Vref 连接到一个低阻抗基准、该基准能够提供至少2mA 的拉电流和灌电流或 GND "。 VREF 采样电路如图72所示、请参阅下图。 运算放大器缓冲器将提供低阻抗要求、因为 Vref 低于射频和 R1并连接到 CAL4引脚。 因此、请移除 PGA_GND 引脚上的1uF 电容器、并遵循图72中所示的电路。

    此外、Vref 电压必须是稳定的精密基准 IC、以应对温度变化、漂移和噪声问题。 如果您不确定、请将引脚连接到 GND。  

    问题1:


    Vout 或引脚9之后的阻抗是多少? 由于这是音频应用、100nF 后的 ADC 是什么类型?  如果您有器件型号、请告知我们。 我们可以 帮助您选择交流耦合电容器、也可以将引脚9直接连接到 ADC、如图71所示。  

    问题2:

    PGA116是具有多路复用器运算放大器的零漂移 PGA、在 IC 中消除了大量运算放大器误差(内部采用斩波放大器)。 我想知道 您在 Vcal/CH0输入端从1.3V-1.9Vpp 到100kHz 的交流信号。 我推测您需要校准 ADC 增益和偏移误差。  校准硬件配置如图72所示、其中 Vref=AVdd/2。 图71显示了 Vref=接地时的校准配置。   

    表10中显示了使用 PGA 进行的系统校准、其中 Vref=AVdd/2。 系统校准是使用系统 ADC 进行的直流校准、请参阅随附的图73。 图73显示了12位 ADC 与模拟输入之间的关系、即 Vref 配置为1.5V、ADC_ref 配置为3Vdc、请参阅表10和图72。 显示了 ADC_ref=2.5V 和 Vref=GND 时的校准示例。  

    有关频率响应与增益的注释:

    PGA116的全功率带宽是正弦波在给定增益下可通过 IC 的最高频率、请参阅数据表的第9.1.3节和表8。 表8是在 Vout 引脚上 RL = 10kOhm 且 CL = 10pF 的负载下获得的、请参阅图71。 对于音频应用、PGA116可提供充足的带宽。 我们只需验证 Vout 作为负载的 ADC 处的电阻、阻抗和寄生电容、根据您的音频应用、Vout 需要保持稳定而不出现振荡。 如果在输出电压下未使用 ADC、我们需要验证不同应用的负载要求。  

    10麦克风输入配置如下所示:  


    麦克风信号将与 Ch0-Ch9的每个输入通道进行交流耦合、请参阅图81。 图 81显示了两种类型的输入、Ch0显示了交流正弦波输入。 CH1显示为阶跃函数作为输入。 在本例中、您将需要10个与 Ch0中所示相同的输入配置。 我不知道的一件事是-您的输入频率为何高达100kHz (除非这是高频麦克风)。 如果 这是音频、它应该大约介于20-20kHz 之间。 可将 CA 选为1/SC=X_IMPEDANCE。 100kHz 时,阻抗为100Ohm,Ca 阻抗为 Ca (Ca 可通过以下公式计算),Ca=1/(2*pi*freq*100ohm)=1/(2*Ohm*100kHz*1003.14)=15.9nf 或选择0.1uf 陶瓷将会产生(阻抗为15.9ohm @100kHz)。 在图81中、Ca 和 Ra 形成一个高频导通滤波器。 您可以根据高通滤波器要求选择 Ca 并计算 Ra。  

    如果您需要任何其他助手、请告知我们。  

    最棒的

    Raymond

     

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    您好、Romano、

    我希望你的问题得到解决。

    我将关闭此查询。 如果您有其他问题、您可以继续在主题帖上发帖或打开新主题帖。  

    最棒的

    Raymond

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    您好、Raymond、

    感谢您的回答。

    实际上、我将此 PGA 用作线路放大器(我可能错过了告诉)

    Q1:PGA 的输出(引脚9)会进入滤波器系列(条件化),开关的输入阻抗可能为~20kOhm。

    Q2:此方案的目的不是校准 ADC 输入,而是仅放大交流信号。

    由于 PGA 输入中存在非常小的输入偏置电流(最大5nA)、因此 Vref 和 Vin 之间的直流电压差(偏置电压为100k)将约为500µV μ V。

    即使增益最大为128 (PAG116)或200 (PGA117)、Vout 直流也会漂移最大为100mV。 因此交流信号保持居中。

    我做了几项测试、看起来效果很好(现在对我来说很清楚)

    如果您同意、我将认为案例已关闭。

    非常感谢您的宝贵建议。

    此致。

    Romano

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    您好、Romano、  

    它看起来很好。

    您的输入 HPF 在33.9Hz (f=1/(2*pi*47nF*100k)=33.9Hz 时为零,我假设这是您想要的。  

    Q1 :PGA 的输出(引脚9)会进入滤波器(调节)系列,开关的输入阻抗可能为~20kOhm。

    标准运算放大器不喜欢驱动容性负载、它可能会引入额外的极点以造成环路不稳定。 某些类型的 ADC 可能存在此问题、因此我要询问 Vout 的阻抗和寄生电容。 连接的电路看起来正常。

    BTW、我确信 PGA116电路稳定、如图所示。 如果存在稳定性问题、您可以将电容减少10倍、并将电阻器增加10倍、这一点您尚未更改高频滤波器中零的位置(我在电路设计中所做的就是这样)。 处理极点时也是如此。  

    Q2 :此方案的目的不是校准 ADC 输入,而是只放大交流信号。

    好的。 在使用 OPA2314的高通滤波器中、仿真显示在大约6MHz 时存在 Q。 在 下一级(OPA2314运算放大器之后)之前、我将使用另一个低通滤波器消除 Q。 我记得您对大约100kHz 的交流信号感兴趣、并且希望在大约1MHz 后消除任何噪声。  

    封闭的是 OPA2314 HPF 中的 Tina 仿真电路。  

    e2e.ti.com/.../OPA314-HPF-03032020.TSC

    最棒的

    Raymond

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    您好、Romano、  

    是否要在输入级为我提供输入参数? 我想知道您是否已正确配置 BJT 的基极。 您的晶体的阻抗和电容是多少? 红色圆圈中的点处的直流偏置是什么? 您可能有空间优化 BJT 输入级的增益。  您是否对该电路进行了仿真?

    最棒的

    Raymond  

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    您好、Raymond、

    等效输入电容为10nF、输入电阻约为20kOhm。

    实际上、整个设计已经预见到一个抗混叠低通滤波器(50 KHz)。  原则上、我没有带宽问题。

    我的主要问题是在输入和输出端具有相同的基准直流电压(1.65V)。 根据数据表额定值、PGA 可能会产生5nA 直流电流、乘以100kOhm、产生0.5mV 的偏移。 为了使该偏移尽可能低、我无法减小此类电阻。 我可能会尝试将电容减小5倍以仍然满足带宽限制(FH 为几 KHz)。  

    再次感谢您提供的有用建议。

    此致、

    Romano  

       

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    您好、Romano、

    您的运算放大器带宽 和电路的其余部分看起来不错。 您不应该有任何问题。  

    我担心您的振荡器、它可能会随着时间的推移而出现运行或自启动问题。 这里有许多振荡器电路(您可以在 google.com 下或通过 youtube.com 搜索图像)。 如果您想将振荡器振荡电路(L、R、C 值用于仿真)发送给我、我也可以提供帮助。  

    您的输入和输出音频信号是交流耦合的。 由于您在输入和输出端进行直流偏置、因此交流信号将在直流工作点(1.65V)上运行。您应该不会遇到任何问题。  

    最棒的

    Raymond

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    您好、Raymond、

    感谢您的回答、但我认为输入前置放大器没有问题。
    实际上、它不是必须自己启动的振荡器、而是测量振动的压电式麦克风。

    再次感谢您的宝贵建议。

    此致、

    Romano