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[参考译文] PCM4222:PCM4222输出上的直流电、THD+N 不符合规格

Guru**** 1828310 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA227, PCM4222, DIT4192, OPA1612, PCM4222EVM
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/931899/pcm4222-dc-on-pcm4222-output-and-thd-n-not-up-to-spec

器件型号:PCM4222
主题中讨论的其他器件:OPA227DIT4192OPA1612

我目前正在使用 PCM4222和 DIT4192设计原型模数转换器。 模拟前端使用 OPA1612输入缓冲器。 根据数据表中的建议、我使用 OPA227运算放大器作为 VREF 驱动器。 在某些领域、总体设计与 TI 的 EVM 板类似、而在其他领域则不是。 时钟是使用 FPGA 完成的。 我将在音频频带内获得121dB 的动态范围(无输入信号的本底噪声、20-22.000Hz 带宽)、这符合规格、但输出上有很多直流电、 另一篇海报也在这篇文章中报告了这一点。

启用内部 HP 滤波器后、它在两个通道上均可在-95~105dB 左右徘徊、但当滤波器关闭时、左侧为-69dB、右侧通道为-76dB。 我甚至尝试使用修剪器临时调整直流偏移、但无法消除它。 实际上正好相反-它变得更糟了。

我是否可以研究从信号中移除直流电?

此外、数据表中还显示了-108dB THD+N @-1dBFS -但无论我做什么、在-1dBFS 时我可以得到的最好值都是一些小的-92dB。 这些主要是高阶谐波。 在测量输入缓冲器之后的实际模拟信号(每个 VIN+和 VIN-为+2dBu)时、根本没有谐波的迹象-因此它必须是 PCM4222输入级或加上这些输入的转换。

有什么想法吗?

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    有人吗?

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    大家好、Thomas、

    如果您未对输入进行交流耦合、则除了调制器的失调电压外、还会有一些来自输入放大器级的直流失调电压。 您说您正在使用 OPA1612、我假设您在差分放大器配置中使用其中的2个、对吧?

    如您所见、22Hz - 20kHz 的测量带宽对于重新创建数据表规格至关重要。 通常、音频 ADC 未针对精密直流性能进行修整、因为大多数系统往往是交流耦合的。 如果您需要进一步降低直流偏移、则可以在处理器的下游实施数字滤波器、以更好地消除这种情况。   

    我不确定哪些条件会导致-92dB THD+N、但如果您重新创建数据表测试条件、则不应在-1dB 输入下看到任何比-101dB 更差的情况。 这确实要求您将信号频带限制在22Hz 至20kHz、以查看此性能。 我在 PCM4222EVM 上测试了相同的条件、并观察到 THD+N 为-105dB。 如果您在对测量进行带限、但仍然看不到数据表性能、则可能需要重新查看布局并仔细检查电源轨和参考轨上是否有足够的旁路电容。

    最棒的

    Zak

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    你好、Zak、

    感谢您的回复。

    是的、每个输入有一个 OPA1612用于馈入差分 ADC 输入、它们是交流耦合的。

    有趣的事实:我实现了与 EVM 电路板原理图上相同的复位开关、当我只按住 ADC 复位时、信号本身就会从频谱分析仪消失、但直流失调电压只要保持按钮就会保持不变。 松开按钮后、每次我重复此过程时、偏移似乎也会复位并最终稳定在一个新值。

    我想、我需要按照您的建议尝试下游的数字滤波器。

    关于旁路电容、我的设计严格遵循数据表中的建议。 为了进一步测试 THD 性能、我移除了 PCM4222附近的一些旁路电容器、但这并没有改变...

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    大家好、Thomas、

    感谢您的更新、很抱歉您仍然没有看到预期的性能。 您能否确认 THD+N 测量的带宽限制在22Hz 至20kHz 范围内? 此外、您是从满量程技术规格中计算-1dBFS 输入电平还是从 ADC 输出中测量它以确认它在-1dBFS? 当您接近满量程范围且输入开始接近饱和时、噪声和谐波往往会增加、因此如果您实际在输入端驱动稍大的信号、这可能是您看到更多失真的原因。  

    最棒的

    Zak