[参考译文] TLV320ADC3140：直流耦合单端输入中的 Vref 不精确和输入范围。

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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/987384/tlv320adc3140-vref-inaccuracy-and-input-range-span-in-dc-coupled-single-ended-input

器件型号：TLV320ADC3140
主题中讨论的其他器件： ADC3140EVM-PDK

您好 TI

我们有一个在3V3上运行的 TLV320ADC3140。 AREG 测量值为1.8V、DREG 测量值为1.5V。

问题1：

TLV320ADC3140配置为 MICBIAS=VREF=2.75V。 VREF 上2u2。但我测量的电压为2.4V。 MICBIAS 上有20k Ω 负载。

如果我将 VREF 更改为2.5V、我将其测量为2.2V。如果我将 VREF 更改为1.375、我将其测量为1.2V。

我不明白为什么。请帮助。

问题2：

一个相关的问题是输入范围。输入配置为直流耦合和单端输入。所有增益为0dB。未启用过滤器。使用 TDM 32位模式。

有效输入电压范围似乎为 apx 0V 至 VREF/2、对应于数字输出值0x0000 0000至0x7FFF FFFF。在脊医中的效果略差一些。

我期望的范围为0V 至 VREF、数字输出为0至0xFFFF FFFF 或-0x8000 0000至0x7FFF FFFF。但显然不是。但为什么。

例如、2.75V 峰峰值交流信号和1.375V 直流偏置电压、以提供大约最大可能的转换信号。我知道、在实践中、电源轨并不完美。

似乎芯片上的模拟输入上有+6dB 增益、或者输入电压范围为-VREF/2至+VREF/2。 (我现在不太可能使用后者、因为片上没有负电源、并且绝对最大额定值指定输入不会降至-0.3V 以下)

如果我将配置更改为差分模式、输入范围和输出值不会改变。 (INX-接地)。

这些观察结果与以下事实不匹配：芯片在差分模式下支持2VRMS、在单端模式下支持1VRMS (当使用 VREF=2.75V 时)。但只有一半。

请说明。

Kasper

4 年多前

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 2531770 points

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尊敬的 Kasper：

我不知道为什么您测量的偏置电压明显低于预期、除非负载明显大于20千欧或实际在 VREF 上放置了20千欧负载。 AREG 和 DREG 电压正确。我已经在 EVM 上测量了这些电压、它们的输出电压远接近于预期值。

不过、在您的配置中可能会出现问题、因为在相同的输入电平下、您应该在单端和差分输入模式之间切换时测量6dB 的差值。

您是否使用 EVM 进行这些测量？

最棒的

Zak

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 2531770 points

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你(们)好、Zak

我无法使用 EVM。我们有一个全新的 ADC3140EVM-PDK、但我们没有软件来控制它。我几乎在一周前通过使用注册公式(正确且真实填写！！)提出了申请。但完全没有响应。顺便说一下、EVM (XDC3140)上的 ADC 和我的原型(ADC3140)上的器件标识不同。我应该关心这个吗？

关于问题1：

我们在两个不同的原型上测量了 Vref、它们在不同的原型上是相同的。其中一个原型在不同配置中生成以下 Vref 和 MicBias。当 MicBias 从 Vref 上断开时、Vref 会稍微高一些。

BIAS_CFG   Vref 微偏置
0x00     2.445V  2.317V
0x01     2.225V 2.112V
0x02     1.195V 1.164V
0x10     2.445V 2.531V
0x11     2.225V  2.308V
0x12   1.195V 1.272V
0x60   2.467V 3.290V
0x61     2.240V  3.290V
0x62     1.208V  3.290V
我在 MicBias 上有一个30k Ω(不是之前写入的20 Ω)的负载、而在 Vref 上只有2µ2F Ω 的负载。

还有其他任何会影响 Vref 和 MicBias 的寄存器。 (除了睡眠寄存器、原因)。

关于问题2：

我发现、默认情况下、每个通道有2个双二阶寄存器启用。在编写本文档时、我没有尝试禁用它们。但它是否会有所不同。

您对数字格式有什么描述吗？ (除了 I2S/TDM 中的封装。) 我认为数据是以二进制补码 I 差分模式显示的。但不会在数据表中的任何位置写入。但数据是否采用单端模式进行格式化？以及如何在数据中排列满量程输出范围。

此致

Kasper

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 2531770 points

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还有一个观察结果。我观察到、当我使用简单的万用表同时测量 Vref 时、微偏置电压降低、因此您必须考虑 Vref 引脚具有相当高的阻抗。我在 Vref 上得到的2u2F 具有不良的绝缘电阻。约20Mohm。我用绝缘电阻100Mohm 替换了它。这种变化使 Vref 略有增加、但并不显著。

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 2531770 points

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尊敬的 Kasper：

您是否已获得 EVM 软件的批准？如果不是、请分享与您的 myTI 帐户关联的电子邮件、我们可以确保您获得批准。器件标识的差异无关紧要。 VREF 引脚确实不需要加载、但您应该能够在没有显著压降的情况下测量该电压。是否确定不写入器件中的保留寄存器？

数字格式是可选的、但始终是二进制补码输出、代码范围为80000000至7FFFFFFF、并进行缩放、使1Vrms 信号转换为0dBFS。

最棒的

Zak

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 2531770 points

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你好、Zak、

上周我提出了一个新的请求、第二天我得到了批准。在 PDK 上、我发现了 Vref 上的高阻抗。

因此、关于满量程、我可以得出结论：当我使用单端输入时、ADC 仅将数据转换为00000000至7FFFFFFF。总之(我在数据表中确实遗漏了这些内容)：

在 Vref=2.75V 时：

单端输入 (VIN-接地)：1Vrms 给出了00000000至7FFFFFFF 范围内的转换结果

差分输入：2Vrms 给出的转换结果范围为80000000至7FFFFFFF

因此、ADC 在单端输入模式下的工作原理与在输入电压接地的差分模式下的工作原理相同。以及直流或交流耦合只会因输入到 Vref/2的驱动强度而异。 (在数据表中也不是很清楚)对于这一点、我只在说明中读出仅在交流耦合模式下支持2.5k Ω 输入阻抗。寄存器说明中缺少此信息。顺便说一下、数据表中未指定 Vref 上的容差。

关于我最初的问题，我不是更接近解决办法。关于不准确的 Vref、我在 ADC 上订购了一些样片。以确保它不是故障芯片。至于输入范围、我将尝试修改 PCB 并从接地端"释放" Vin-输入并将其连接到 Vref/2、从而允许我使用差分模式、因此信号理论上会转换为 C0000000 (即-40000000)和40000000的值。也许输入范围问题没有得到解决、但至少信号的上半部分没有削波、我们也没有暂停开发。

Kasper

0 admin 4 年多前

TI__Guru**** 2531770 points

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我刚才做了一些其他测量。在差分模式下、最大信号约为2Vrms。但在单端模式下、它仅占四分之一。 0.25Vrms。首先、数字范围仅为一半、因为不会转换负值。但其次，可以转换的最大直流电压仅为 Vref/2，在差分模式下，范围为-Vref 至+Vref 等于2*Vref。

我的设置如下。我得到4个信号、幅值均为0.77Vrms ~ 2.2Vpp、但频率不同。

VREF = 2.5V。通道1-3在 Vref/2时具有 Vin-(MICBIAS 上的分压器)、通道4在 GND 时具有 Vin-。

当所有通道都处于差分模式时、ADC 的输出如下：(值乘以2.5V/2^31)

一切都很完美。

但是、现在我将通道4更改为单端输入：

因此、结论必须是单端模式下的完整输入范围为 Vref/2。在 Vref=2.75V 时允许1.375Vpp 上的最大信号振幅|~ 0.5Vrms。

后一个图表中通道4上的值介于0x04899177和0x7FFFFFFE 之间

换句话说、设计人员似乎希望在单端模式下使用完整的数字数据范围、但忘记了在使用二进制补码时无法使用。

在更改为差分模式时、也可以得到精确的 Vref。这就是我们的解决方案。

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[参考译文] TLV320ADC3140：直流耦合单端输入中的 Vref 不精确和输入范围。