[参考译文] EK-TM4C1294XL：ADC 分辨率中间电源

您好 BP101：

[引用 user="gl"]单端模拟输入信号1.65v 阈值对于大于+/-100mV 相对中间 VREFP 的幅度变化具有较差的数字粒度。[/quot]

当正确使用 ADC 时、情况并非如此。 我们之前已经讨论过这个问题。 如果您在定制电路板上进行 ADC 转换时遇到问题、请描述您正在使用的电路、输入信号和示例程、我将尽力为您提供帮助。 我没有时间只是为了证明你的无事实根据的说法而创造例子。 别让我弄错了。 我相信您的软件在电路板上没有取得好的结果、我只是不相信您声称器件存在问题。

尊敬的 Bob：

通过更多实验重新访问它是一个 LaunchPad、而不是自定义 PCB。 嗯、它看起来是差分模式产生的、可以精细地进行处理。 单个阶跃在具有相同双极信号的单端产生巨大的数字比例因子。 这意味着来自单向电流信号的样本会以非常小的粒度从 VREFN - VREFP 产生精细的阶跃。

然而、任一输入模式(单路/差分)中的高频双极输入信号都无法线性跟踪信号的幅度。 无论采用何种公式配置或电荷共享安排、差分样本都保持锁定的 VINcm (1.65v +/-100mV)。 电流如何流出或流入通道、从而使 Cadc 充电至1.65V、而不是双极信号中的线性阶跃。 同样、这不会通过单向电流信号发生、因为多个实验形成了一个控制方案。  

因此、单端通道可以跟踪单向电流信号、但不能跟踪快速的12-40kHz 双极信号。 当斜率幅度增大时、数字转换完全错误、2倍的奈奎斯特速率甚至更糟。 然而、当电压幅度增大时、单向电流信号、线性斜率也随之正确。  在任何通道模式下、单向电流信号输入都不存在高频双极输入信号、这种情况下会发生某种直流锁存。  

如何阻止 Cadc 锁存、即使在 AINx 通道负载为4k7 RS 1nf 时也是如此？ 这些器件之间的高频双极信号会产生过多电流、从而保持 Cadc 充电或锁存。 是否有某种 ADC 电路技巧来阻止 Cadc 的双极锁存？ TI 是否调查过某些放大器中的开环增益可能会导致描述这种非常混乱的情况？ 在竞争放大器中也存在非常相同的电流锁存。 这似乎是指 ADC 配置或器件设计存在潜在问题。

[引用 user="Bob Crosby"] TM4C ADC 支持差动输入、但不支持双极输入(其中一个或两个输入都低于 GND)。

相对于 VREFP 3V3、放大器输出是双极性的、源自1.65v 静态设置中电源(3V3)、在任何一种模式下、输出绝不会低于接地值、但被视为负 ADC 值<1.65v >VREFN。 在单向放大器模式下、输出从0v 上升到 VREFP <200mV。 这种模式起作用、但会将输入周期的负极部分钳制到高达(-4V)的接地(VREFN)。 因此、在单向模式下、每个周期会丢失一半的输入信息。

对于差分测试、我将对中的奇数 AINx 接地、将偶数 AINx 接至双极输出、静态+1.65V。 在基准电压设置为1.65V 静态时、任何 ADC 模式都不适用于经测试的放大器。   

[引用 user="Bob Crosby"] TM4C ADC 支持差动输入、但不支持双极输入[/quot]

数据表中似乎应该使用过零一词。 双极性可以是指对其进行分压的电压、它是相对于基准电压或总静态电流的两个唯一极性、本例中为1/2 Vs。 电压>1.65v 会产生正单整数值、电压<1.65v 会产生负有符号整数值。 这是非常双极的。   

尊敬的 Bob：

希望您了解运算放大器会根据所需的配置将其输入和输出上的过零事件作为以 VREFP 中点为中心或直接从0v 到 VREFP 中的双极事件进行监控。 中点 VREFP 中心和双极输出事件发生在中心(1.65v)在该配置中保持固定的位置。

我的观点是、放大器在居中模式下无法正常工作、无法按预期或按预期工作。  对于 TM4C1294 ADC、它不能从一个固定中心输出中产生一个过零事件的斜率数字表示来实现器件的预期用途。 我从未见过它在几年的实验中正常工作、而其他人则认为它从中间 VREFP 输入状态进入 ADC 通道。 最好知道 ADC 是否有某种限制阻止它在240us 间隔内产生一个累积斜率。 否则、有很多人围绕一个虚假陈述进行宣传、说中间中心方法甚至是谨慎的、或者真正正确地反映了实际的物理事件。

[引用 user ="Bob Crosby"]如果斜坡速度不超过采样率可以处理的速度、TM4C129器件 ADC 每240uS 的输入电压斜升超过基准中点、就不会出现转换问题。

我所指的是从单模或差模中的固定中位 VREFP 采集的样本、无法从1.65v 中心累积或产生大于100mV 的正幅度斜率。 我尝试并使其工作的次数越多、在某些信仰感应电流时就越困惑、甚至从接地侧开始就有此类伪影。 仅仅因为 ADC 可以从1/2 Vs 生成+/-样本并不意味着这是测量双向事件的正确方法、而双向事件可能具有线性移动中心点伪影。 相对于已知的直流电感事件行为理论、强制放大器输出固定为 VREFP 中点并不能正常工作。  

从接地侧过零事件中获取的任意数据、这些数据转换为固定的中点 VREFP 差分样本。 FIFO 数字值与远高于接地值的实际电感双向事件无关。 这进一步加剧了几十年来理论所确立的长期优先顺序的混乱。  其他 TI 论坛未提供 Wiki、证明了固定 MID VREFP (1.56v)对于加速感应直流事件的影响甚至是谨慎的。 然而、他们仍然坚决主张、即使 Tina 模型显示器件的不同结果、但固定 MID VREFP 也是正确的、而真实世界的结果证明提出此类索赔完全不正确、并且没有白皮书对此进行支持。

似乎需要从接地侧使用2个放大器、以相对于 SAR 步长近似粒度的斜率在任意方向重现斜坡线性幅度中的双向伪影。 即使在最新的 TI 实验传感器中、也必须有忽略问题的原因。 也许某些测试设备存在误导、但希望工程师正确解读与直流理论相关的视觉结果、而不仅仅依靠示波器视觉伪影作为实际证明。 某些信号很难查看直流耦合、而交流耦合会在视觉上扩大、因此似乎会发生不自然的过零事件。 然而、由于伪影在两个方向上从一个固定的 MID VREFP 均匀摆动、SAR 可累积非常小的数字斜率。 两个放大器似乎可以实现0-VREP 双向(最小值/最大值)可变斜线性样本、而不会将输出固定到中间 VREP。

下图显示了通过过零接地侧事件(左)实现的所需采样斜率(右)。 单通道放大器无法为正确的(双向)事件逐次逼近寄存器创建所需的 ADC 信号。 然而、TINA Spice 模型图从单个放大器产生相同的确切行为、而实际器件不会产生。 强制进入中点 VREP 的 SAR 生成的样本显示在(左)上、相对于典型 PI 控制器或其他应用变量没有真正意义。 因此、在几个行业数据表中产生了误导性叙述、但并未阐明其与 PWM 调制技术相关的目的、即使这种情况很重要。   

也许可以尝试通过云示波器小工具进行实验、以绘制从在 VREP 中期获取的过零双向样本中获取的倾斜线。 将结果与 DMM 生成的数字值并排比较。 通过某种方法暂时加载采样的 DMM 测量源。 示波器小部件迹线是否显示为一条较窄的弯曲线向上移动、短毛发沿任一方向移动？ 或者、两侧是否沿着非常相同的矢量存在、仅在幅度上增长、但没有任何垂直斜率？   

如果您的答案是后一个、那么这如何通过 DSP 远程表示实际事件中真正发生的情况？ 在非中点 VREF 配置中、负半周期的点丢失。 因此、我们不得不通过 VREFN-VREFP 和所需数据的一半丢失来进行监控。 类似的高带宽放大器配置似乎会使垂直斜率缺失这一问题变得非常严重、但及时后退也有点晚。  

[引用 user="Bob Crosby"]当我们对术语有不同的定义时，单词通常不够。

开个玩笑、电子行业没有将 FO = 1/2 (VREFP - VRFEN)澄清为双极性伪迹。 当中心点沿水平轴固定、过零时、信号特征应该被称为什么。 大多数早期采用运算放大器的实验者在一个时间点就知道、单端电源放大器甚至在接地端都无法在输出端产生双极输入。 70年代末推出的 LM741和 TL081回顾了这两款器件都能够在接地上方的输出上重新产生双极输入、直流耦合。 其他类型需要分离直流电源、只能产生过零双极信号。

随后修改了实验、以便放大器可以为 ADC 单端输入0-VREFP 生成所需的信号。 奇怪的是、放大器输出仍然保持接地钳位、但输出中存在两个+/-过零周期、这是 PI 控制器所需的。 实验的重点是展示放大器原始配置是如何丢失1/2样本的。 根据数据表图、任何放大器配置都不会产生完全限定的信号、该信号代表 ADC 要收敛的副本或真正 RMS 事件。

在 CH1过零输入到放大器下方、CH2输出在输出上产生过零1/2周期。 人们会认为示波器证据可能会激发该论坛的一些兴趣、从而调查数据表中配置的放大器为何无法生成副本信号 SAR 可以在单模式或差分模式下轻松从副本过零事件中消化。 请注意、在这次捕获中、反相输入没有直接接地、而是反相输入有510k 接地。 因此、输出会产生过零1/2个周期、相移90°、如 LM741图所示、10kHz-100kHz 输入也会使相位发生其他类型的放大器也发生偏移。

TI 工程师也许可以投资模拟电流表(链接下方)与任何负载串联。 直列式事件是否实际上在+/-方向上与峰值相等、这种情况下、仪表针可能会与直流事件或振动1/2峰值事件发生很大的摆动？ 大多数电流钳位具有感性、似乎会对实际的直流逆变器线路事件产生错误的看法。 至少模拟仪表可能会产生一些对比事件进行比较。

当所连接的硬件未生成完全兼容的原始事件信号副本时、我们似乎要求 Far 至大部分 SAR ADC 采集20kHz 双向事件。 传感器需要在相同的采集水平上生成两个过零事件、以便 ADC 在这些与模拟仪表应指示为真值的非常相同的事件中累积斜率。 无论我是错的还是完全正确的、在这个宇宙中、没有任何力量能够在不修改传感器电路以使其正常工作的情况下修复不意味着什么。 然而、有些 TI 论坛宁愿争论数据表要点而不是寻找现实解决方案。

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下面是相同放大器单端单向输出(0V-VREFP)衍生过零输入事件的捕捉。 请注意、缺失周期的周期会在样本中产生较大的空隙、在240us (4.17kHz)采样率2MSPS 之间增加了几毫秒。 然而、ADC 会产生相当精确的上升负载事件斜率。 向下采样的事件不是原始的、放大器被强制为数据表配置的单向模式。  

将上述发布的捕获与下面的对比显示出单一传感器忽略过零输入事件、甚至无需解释此类牺牲。 因此、另一个 MCU 论坛将被一些帖子所迷惑、这些帖子询问了 TM4C1294 ADC 的发展情况。

TI 论坛需要合作、为知识渊博的客户寻找合理的电路解决方案、这些客户不容易受到未经证实的数据表传感器用途和使用声明的影响。 在这种情况下、当基准引脚位于同一接地层时、接地的反相输入不允许差分放大器输出过零事件、并使传感器声明失去了一个目的。 该传感器的一个用途说明了如何更换典型的高带宽分立式放大器、增加了一些非精密组件、这些组件也已知可在单端 ADC 中生成双向采样(高于后采集)。 如何轻松排除使用高带宽放大器的双向典型应用？  

CH1 =过零输入、CH2输出到 ADC 缺少正半周期。 Wiki 报告(如下)说明了过零输入的反转。 Wiki 报告似乎是正确的、在收到 Wiki 报告的通知后、一些论坛 gurus 争论了这一点、但仍声称它与此传感器行为无关。 范围捕获表明，它确实与维基报告有关。