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[参考译文] TAA5212:了解满标量程

Guru**** 2850940 points

Other Parts Discussed in Thread: TAA5212

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/audio-group/audio/f/audio-forum/1636573/taa5212-understanding-full-scale-range

器件型号: TAA5212

您好、

我在传感器应用中使用 TAA5212、我不理解数据表对满标量程的描述方式以及交流耦合时单端输入和差分输入之间的差异。

我的传感器具有单端输出、但也具有本地信号接地、我的设计初衷是在差模下使用 ADC 来消除传感器的共模噪声。 传感器的本地接地与 ADC 的本地接地偏移 2.5V。 I AC 将 IN1P 和 IN1M 线路、P 连接到传感器信号输出、M 连接到传感器的接地。

只有信号(而不是传感器接地)相对于 ADC 接地具有明显的电压摆幅,因此共模范围看起来非常大 — 大约是我信号范围的一半,即 2Vpeak(或 4Vpp)。 为了获得出色的 SNR、我将共模容差范围设置为最小值 (ADC_CH1_CM_TOL=[00])、但似乎违反了这一规定(因为 2Vpp CM 范围显然大于 100mVpp)

尽管如此、它似乎能够正常工作、满标量程似乎约为 5Vpp。 我不明白考虑到 ADC 的电源仅为 3.3V、这是如何实现的。

如果通过电容器将 IN1M 输入连接到几乎恒定的电压、将 ADC 设置为单端与差分之间有何差异? 尽管共模范围较大、但我能否实现共模噪声抑制? 由于大共模范围、我是否会看到失真或 SNR 问题? 我可以衰减传感器输出以保持在 100mVpp 共模范围内、也可以将 CM 容差设置为更大的设置。 不过、我似乎必须将其设置为最大值、数据表显示、这会造成非常显著的 SNR 损失。

  • 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。

    您好 Sean、

    在交流耦合模式下、该器件实际上在交流耦合电容器的器件集上设置自己的共模。 因此、您的比例不取决于源共模。

    器件会将 ADC 输入引脚上的共模电压设置为 Vref / 2。 我假设您默认具有该电压、因此以 1.375V 为中心的电压。 这样可为您提供差分模式下列出的 2Vrms 摆幅。 每个桥臂能够在 1Vrms = 1.414Vp 时摆动。 这会略微变为负数、但器件可以处理该值。 在高端、您达到 2.8Vp、该值远低于 3.3V 电源轨。

    您不需要将直流共模视为共模容差的一部分。 这些数字与交流有关、因为交流耦合电容器会消耗您拥有的任何直流共模、并且器件会检测到我之前提到的 Vref /2 共模。 只有当您处理噪声特别大的源、并且出于 CMRR 原因需要额外抑制时、才需要设置共模容差;它不会对共模的直流部分产生任何影响、如您所述、这种设置只会在不需要时对性能产生不利影响。

    在您的情况下(如果我误解了您的设置,请纠正我的错误)、您有一条腿从传感器侧以 2Vp + 2.5V = 4.5Vp 摆动(相对于 ADC 接地)、但从器件的角度来看、该信号变为 2Vp + 1.375V = 3.375Vp。 您肯定会在此处查看建议的规格、因为您实际上处于单端模式下、当以 2Vp 发送时、该规格限制为 1.414Vp。 为什么由于您的 AVDD 可能略高、或者我们进行了一些舍入误差、实际上您没有达到电源轨电压、所以它仍然可以正常工作。 如果要确保许多器件上的功能、则应将其下拉至 1.414Vp。

    这意味着对最后一个问题的答案、即器件始终测量 INP - INM、但 考虑到差分或单端信号的不同比例、会增加或删除一个数字偏移。

    如果我在解释中遗漏了任何内容、或者您需要任何澄清、请告诉我:
    Jeff McPherson

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    感谢您的详细答复、Jeff。 因此、您似乎建议、如果我想确保我的系统能够在所有单独的 TAA5212 单元中工作、我应该将信号限制在 1Vpp。 在采用交流耦合的情况下、这将导致 IN1P 在 2.375V 和 0.375V 之间摆动、而 IN1M 输入将以 1.375V 的电压运行。 在这种情况下、ADC 代码字(在 32 位模式下)是否会在 0 和 (2^32)–1 之间摆动? 在我看来,我没有达到最大的代码字,直到振幅大于这个。 我不需要使用整个代码字跨度、但在测量传感器输出时、我需要知道模拟振幅和数字振幅之间的对应关系(传感器是交流耦合的,因此目标信号是交流的振幅)

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    自我校正 — 您似乎建议将信号范围保持在 1.414Vpeak、这可以在 2.789V 和–0.39V 之间摆动。 但我的问题仍然存在 — 这是否与满量程范围完全对应? 我需要知道模拟振幅和数字振幅之间的比例因子。 谢谢。

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    您好 Sean、

    是的、在模拟量表方面、您的跟进是正确的。

    请记住、ADC 的输出根据 I2S 规范以二进制补码方式进行格式化、因此数字值从-(2^31) 摆动到 2^31 - 1。

    此致、
    Jeff McPherson