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[参考译文] TM4C1294NCPDT:ADC 信号失真

Guru**** 2265200 points
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/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/730687/tm4c1294ncpdt-adc-signal-distortion

器件型号:TM4C1294NCPDT

我尝试对3V 峰峰值和250Hz (典型正弦波)的交流信号进行采样。

从数据表中、我注意到 ADC 通道的输入阻抗(电阻)为2500欧姆。

为了能够适应信号的负峰值、我使用2个1兆欧分压器通过 Vref /2偏移 ADC 输入。

我首先尝试了直流电压(0至1.5V)、它工作正常。

当我使用上面的正弦波时、我可以在示波器上看到 输入信号上存在失真、尤其是负峰值。

我了解 ADC 阻抗输入必须非常高(不是2.5K)、这是我造成此问题的原因。

我的问题是、对于该微控制 器或任何微控制器、我是否需要在 ADC 的输入端放置一个放大器(缓冲器)?

目前、我的信号调节电路只是一个电阻式衰减器。  

此致、

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    您能否为您的输入信号提供电路原理图? 您的交流信号是否高于和低于 GND、如图所示? 通常、有多种方法可以补偿高阻抗源。 第一个是增加采样时间、第二个是在 ADC 输入端添加一个电容器。 这会对用作低通滤波器产生额外的影响。
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     尊敬的 Bob:

    感谢你的答复。

    信号将高于和低于 GND。 这就是通过分压器添加偏移(3.3V/2)的原因。

    当您想测量电路中的电压时、您需要连接一个高阻抗的电压表 (福禄克品牌的电阻值为兆欧)(就像不是物理连接到电路一样)。

    在这里、ADC 输入阻抗为2.5K、非常低(仅当我遇到这种错误时)。 您是否说低输入阻抗不是问题?

    电容器的值是多少?

    在所连接的电路中、我为 四个 ADC 通道构建了一个4倍分压器。 板上。 我仅测试一个通道、以查看它是否起作用。

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    不、ADC 的输入阻抗不是问题。 输入引脚和采样电容器之间的输入阻抗为2.5K 欧姆(最大值)。 采样电容器充电后、泄漏电流为2uA 或更低。

    我认为问题是您的交流电源的电压低于 GND。 1M Ω 电阻器是否确实会偏置您的电路、使其从0V 变为3.3V? 如果是这样、则交流电源是浮动的、而不是以 GND 为中心。 交流信号的源阻抗是多少? 如果电阻为50欧姆、请尝试使用1K 电阻器对电路进行偏置、而不是1M。

    如果交流电源不是浮动的、您能否通过半整流信号获得所需的信息? 您应该能够确定频率、正振幅和相位。 否则、您需要将信号与接地隔离。
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    开始时、我只想让 ADC 对正弦波进行采样、而现在我要进行测试、我只需要使用标准 HP 信号发生器。
    如果工作的话、这个将被连接至一个真实电路、因此它需要一个高输入阻抗、所以它不会像数字电压表那样干扰被测电路。 如果我使用1K 电阻器、ADC 通道输入阻抗将较低、这会影响受测电路的正常工作。

    之前的示波器触发位于 ADC 通道的输入端。 在我连接信号发生器的输出之前、该波是一个完美的正弦波、然后当我连接 ADC 通道时、我们会得到这种失真。 您可以从屏幕截图中看到、ADC 输入信号在0上下移动。

    该测试在直流电压下按预期工作。 这是否意味着 ADC 输入不会随着1Mohms 分压器浮动?

    顺便说一下、感谢您关注本主题。
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    我怀疑来自信号发生器的信号不是悬空的。 它是否能够将信号偏移+1.5V 以使峰值介于0V 和3.3V 之间? 您不需要任何偏置电阻器。 实际电路是否会提供0V 和3.3V 之间的输出?
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    尊敬的 Bob:
    我认为你是对的。 示波器激发应显示信号高于或低于1.6V (Vref/2=3.3/2 V)。
    信号发生器具有偏移功能。 我将在周一试一下。
    我使用分压器来提供该偏移(+1.6V)、但它似乎不起作用。 在实际电路中、我需要偏移交流电压、以便能够适应0-3V 的范围。 但分压器将执行节拍。
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    提供偏置的分压器无法解决问题。 如果要采样的信号是双极的(高于和低于接地值)、则需要(1)偏移源以使信号单极(0V 和 VDDA 之间)、(2)隔离输入信号、例如使用隔离变压器或电容耦合。 或(3)使用外部双极 ADC 芯片。
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    你(们)好  

    我使用信号发生器添加了1.5V 直流失调电压、因此信号高于或低于1.5V (0-3V)、问题就解决了。

    因此、本例中的分压器没有帮助。 我似乎无法避免添加运算放大器。 我想在 求和 配置中使用运算放大 器、第一个输入将是1.5V 直流、第二个输入将是信号(-1.5V 至+1.5V)。

    我将构建电路并对其进行测试、以查看其行为方式。