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[参考译文] PCM1822：在未施加输入信号的情况下来自 ADC 的响亮噪声/音调

admin
Guru**** 2956880 points

Other Parts Discussed in Thread: PCM1822, PCM1841-Q1, LM317

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/1652421/pcm1822-loud-noise-tone-from-adc-with-no-input-signal-applied

器件型号： PCM1822
主题中讨论的其他器件： PCM1841-Q1、 LM317

尊敬的 TI-Team、

我们设计了一个使用（除其他外）PCM1822 的产品、大部分时间它都按预期运行。

但是、在极少数情况下（通常在运行产品几小时后）、即使未施加模拟输入信号、ADC 也会发出（通常是高音调）响亮的音调/噪声。 音调通常持续几分钟、有时在这段时间内会发生变化、然后消失。 事件发生后、ADC 似乎正常工作。
通道 1 或通道 2 或两个通道可能会受到影响；有时这种变化也会随着时间的推移而变化。

PCM1822 的运行条件为：
-在 TDM 模式下作为从器件运行 (MSZ = L；FMT0 = H)
- FS = 48kHz、BCLK = 256*BCLK FS (12.288MHz)
-低延时滤波器 (MD0 = H)
-禁用动态范围增强器 (MD1=L)
- IOVDD = AVDD = 3.3V

您有什么想法/建议可能导致什么、以及我们如何消除这种行为？
您认为使用线性相位抽取滤波器可能有所帮助吗？ 所有配置引脚都能够以某种方式访问（通过电阻器连接）。

如有任何帮助、将不胜感激。
提前非常感谢。

Markus

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    TI__Guru**** 2956880 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。

    您好：Markus、

    您能分享原理图吗？  是否可以听到噪声或以已知频率发出噪声？  

    谢谢和最好的

    Garret

  • 0
    TI__Guru**** 2956880 points
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    尊敬的 Garret：

    感谢您的答复。

    我已将原理图的部分与 ADC 和几个音频样本附加在一起。
    IOVDD 通过铁氧体磁珠直接连接到 3.3V、AVDD。

    e2e.ti.com/.../clean.wav
    e2e.ti.com/.../noise1.wav
    e2e.ti.com/.../noise2.wav
    第一次采样（干净）是无噪声的良好基准信号。
    第二个和第三个样本 (noise1 和 noise2) 带有音调 (noise1 的周期约为 7 个样本 (6.86kHz)、noise2 的频率非常高（约 24kHz）)、并且在后台显示良好信号。 语气并不总是一样,还有其他版本。

    如果您需要更多信息、请告诉我。

    此致、
    Markus

  • 0
    TI__Guru**** 2956880 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。

    您好：Markus、

    这似乎是一个奇怪的问题。 在整个噪声问题中、是否提供了时钟和电源并且保持稳定？ 您能否确认电路的上行或下行均不会引起噪音？ 这些音频剪辑是否直接来自音频接收器？ 您能否在该问题期间对 DOUT 引脚进行检查？ 很抱歉所有问题...尽量理解。

    谢谢和最好的

    Garret

  • 0
    TI__Guru**** 2956880 points
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    尊敬的 Garret：

    是的、确实如此。 当我首先听说过这个问题时、我认为它可能并不来自 ADC。

    据我所知、时钟和电源是稳定的。 音频样本是使用我们的产品采集的。 创建音频样片实际上是本产品功能的一部分。 采样 几乎直接在 微控制器的音频接口上完成。

    我捕获了 DSO 逻辑分析仪部分音频接口的一些屏幕截图。

    SCR02.PNG — 参考，器件工作正常，仅（预期）极低本底噪声

    SCR01.PNG - CH1 上出现意外音调

    SCR03.PNG - CH2 上发出意外音调

    SCR04.PNG — 两个信道上均发出意外提示音

    SCR05.PNG — 帧开始时的高分辨率详细信息

    “0“是 FSYNC；“1“是 BCLK；“2“是 SDOUT。 在这些图片中、模拟布线没有任何意义。

    我  使用示波器检查靠近 ADC 输入的位置（在 C35/C36/C37/C38 之前）、并且在发生音调/噪声时所有这些都很安静。 我也检查了电源。

    如果您需要更多信息、请告诉我。

    此致、
    Markus

  • 0
    TI__Guru**** 2956880 points
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    您好：Markus、

    FSYNC 和 BCLK 是否同步？ 看起来有一个较小的失调电压。 您可以在 FSYNC 和 DOUT 上添加与 BCLK 上相同的串联电阻、这可能会有所帮助。

    您的系统是否只能在有有效音频驱动输入时进行采样？

    此致、

    Garret

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    TI__Guru**** 2956880 points
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    尊敬的 Garret：

    当然、FSYNC 和 BCLK 同步。 两个信号都来自微控制器的 SAI（串行音频接口）。

    BCLK 线路中的串联电阻用于时钟的串联端接、以实现良好的信号完整性。 在电路板中、该电阻器靠近信号源（微控制器）、 仅在 ADC 附近绘制的原理图中（出于空间原因）。 它也增加了大约 2-3 ns 的延迟、但我认为这不是很重要。

    我认为为 FSYNC 添加电阻也没有意义、因为它不是时钟信号（在功能意义上）、即它不是边沿触发。 根据数据表、FSYNC 必须在 BCLK 上升沿 (Tsu (FSNYC)) 之前 8ns 稳定 至 BCLK 上升沿 (tHLD (FSNYC)) 之后 8ns、这时就是这种情况。 （FSYNC 在 BCLK 上升沿之前大约 32ns 切换）。 从这个意义上讲、我认为不再需要进一步延迟 FSNYC、因为这只会使其更接近 BCLK 的上升沿。 （遗憾的是，PCM1822 的数据表中缺少相关的时序图、但我认为 PCM1841-Q1 数据表中的图 5-1 在此处也适用。）

    原则上可以在不存在相关信号的情况下使输入静音。 这是可预测的、因为它是由微控制器触发的。 不过、这并不能完全解决问题、因为我们无法预测用户希望采样的时间、并且 ADC 必须在该时间之前准备好正常工作。 我不能期待用户在音乐表演期间等待 5 分钟、直到 ADC 正常工作。
    也无法停止时钟（并将 ADC 置于睡眠状态）、因为时钟（和整个 SAI）与 DAC 共享、DAC 必须始终运行。

    此致、
    Markus

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    TI__Guru**** 2956880 points
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    您好：Markus、

    您的问题似乎与我在此主题中发现的类似、在该主题中、某些 Δ — Σ 转换器可以创建空闲音调： https://e2e.ti.com/support/audio-group/audio/f/audio-forum/773104/faq-pcm4220-pcm4220-idle-tone

    此处建议的解决方案是略微增加模拟电压电源。

    否则、我认为随着时间的推移会出现某种较小的时钟失准、但如果符合规格、则不太可能出现这种情况。

    此致、

    Garret

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    尊敬的 Garret：

    这个问题似乎有些相似、只是我们的音调不是–130dBFS、而是 大约–10dBFS。

    我按照建议增大了 AVDD、将其从 3.3V 增加到 3.55V（接近数据表中的建议上限值）、但这并未解决问题。 此测试通过一个额外的 LM317 提供了 AVDD。

    （很抱歉延迟，但测试需要一些时间，因为问题很少出现。）

    此致、
    Markus

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    您好：Markus、

    感谢您的更新。 Garret 已离职、将于明天美国时间与您联系。

    此致、
    Jeff McPherson

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    您好：Markus、

    该建议提到 AVDD 必须增加到建议的条件以上才能解决空闲音调问题。

    这意味着 AVDD 应超过 3.6V、但保持在 3.9V（绝对最大值）以下以保护器件。 不过、由于在建议条件之外运行、这会略微降低器件的 THD 性能。

    此致、

    Garret

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    尊敬的 Garret：

    抱歉、我还没有尝试过。

    但是、在您外出时、我 尝试使用线性相位抽取滤波器而不是低延迟抽取滤波器 (MD0 = L)。 （这是我们软件人员的建议。）   我在阅读了 Jeff 的评论后直接做了修改（“可能也可以在平均时间尝试这样做...“）。 设备自那时起一直在运行（大约两周了）、据我所知、这似乎可以解决问题。 （修改后不再出现噪音/音调，而使用低延迟滤波器时，通常每天至少发生一次，因此从统计角度来看，这对我来说很好。）
    使用线性相位滤波器对我们来说不是问题、只需对软件进行小幅修改即可正确对齐。

    因此、出于我的兴趣：从 制造商的角度来看、（低延迟）抽取滤波器可能会出现问题是否合理？

    此致、
    Markus

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    TI__Guru**** 2956880 points
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    您好：Markus、

    我们之前没有见过任何其他人出现过这样的问题、因此我怀疑这是低延迟滤波器本身的问题。 但是、它是一个更快的滤波器和更高的计算量、因此它可能对系统中的任何时钟错误/漏洞更加敏感。 尤其是时钟可能长时间漂移的情况。

    如果您使用线性滤波器没有问题、我建议使用该滤波器、而不是追逐导致低延迟滤波器行为异常的时钟发生的确切情况

    此致、
    Jeff McPherson