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[参考译文] F28377D-SEP:ADC 采集

Guru**** 2871510 points

Other Parts Discussed in Thread: TMS320F28388D

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/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1629774/f28377d-sep-adc-acquisition

器件型号: F28377D-SEP
主题中讨论的其他器件: TMS320F28388D

我正在使用 TMS320F28388D MCU 运行。  

根据 ADC 采集规格、至少需要 4 个采集周期才能获得准确的 ADC 读数。 如果采集值设置为低于该最小值、则不能保证精度。

我想更详细地了解这种情况的影响。 如果使用最小采集数量时高开关活动会在系统中引入噪声、则 ADC 输出的哪些位通常会受到影响? 噪声是否主要影响 LSB 和/或 MSB? 此外、这种误差是否在正方向和负方向对称表现?

此外、如果已尽可能减少外部噪声源、但在最小 4 个采集周期内仍然观察到转换误差、那么应增加多少采集时间以确保读数稳定且准确?

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    还想知道以下几点是否有效?

    • ADC 模块可以在两个内核之间拆分。 一旦 ADC 模块由一个内核拥有、该模块中的所有通道均由该内核拥有。 它不能拆分。
    • 尽管有两个内核、但在任何给定的时间点只能并行进行 4 次 ADC 转换。
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    您好、Reshma、

    当采样电容器没有足够的时间充电时、 错误主要影响 LSB、而不是 MSB。 T 要达到额定分辨率、信号源必须将内部采样电容器充电至真实信号电压的 0.5LSB 以内。  采集时间不足意味着不符合该建立标准、残留误差首先以较低阶位显示。

    基准的 4 周期最小值实际上与对应 75ns 绝对最小采样窗口 指定的输出电压。  该最小值假设具有低源阻抗(≤50Ω) 和)和干净的信号环境。 如果有外部噪声、请将采集窗口增加到 200-300ns。 您可以继续增加 采集窗口、直到信号完全稳定。

    ADC 模块所有权不能拆分:  将 ADC 模块分配给内核后、该模块内的所有通道都属于该内核。  默认情况下、包括 ADC 模块在内的所有外设均由 CPU1 拥有

    TMS320F28388D 具有的确切部分 ADC 模块实现 。 每个模块包含一个 单个采样保持 (S/H) 电路 这意味着单个模块内的转换始终是连续的。 整个器件只有 4 个 S/H 电路、因此无论使用一个内核还是两个内核、真正同步转换的最大数量均为 4 个。

    注释 :同时确认您是否在中操作 12 位或 16 位模式 、因为 16 位模式的最小采集窗口是 320ns

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    尊敬的 Stevan:

    谢谢你的答复,它解决了我的大部分疑虑。

    数据表中提到存在增益误差和失调电压误差等 考虑到增益误差和失调电压误差同时发生、则更多的 LSB 会受到影响。 在这种情况下、增加采集时间是否有所帮助?

    在 TRM 中提到的采集时间计算示例中、提到了数据表中 Cs 以外所有电阻器和电容器的额定值。 对此我应该考虑哪些因素?

    此致、
    Reshma。

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    您好、Reshma、

    CS 是进入 ADC 的信号 RC (RSC) 网络的一部分。 增加采集时间对减少增益和失调电压误差没有帮助。 您需要执行 TRM 中所述的增益和零失调电压校准。

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    谢谢 Stevan!

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    很高兴我能提供帮助!

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    我已经为 ADC 提供了一个表格、包括最坏的情况。 您能否验证我的理解是否正确?

    *根据数据表计算出的值小于 320ns、但最小采集时间为 320ns。 因此、采用该数字进行计算。

    ^12 位 ADC 的最小采集时间为 75ns、但使用数据表中的数字计算出的最坏情况下的值为 109ns。

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    您好、Reshma、

    我将看一下桌子、并及时答复。

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    尊敬的 Reshma:

    感谢您编译这个详细的表、很高兴看到您已投入大量精力来分析 ADC 参数! 它表明对这些要求有很好的理解。

    关于您对采集时间和精度的问题、我们来更深入地了解一下。 正如 Stevan 指出的、采集时间不足主要影响 ADC 输出的 LSB。 内部采样保持电容器需要时间充电、如果它没有完全稳定、所产生的误差会首先显示在较低阶位中。 该误差不一定是对称的、并且可以在任一方向上偏置。

    确定最佳采集时间:

    虽然数据表指定了最短采集时间 (12 位为 75ns、16 位为 320ns)、但这些都是理想条件下的采集时间。 根据您的电路参数计算出的 109ns(12 位)和 320ns(16 位)值是一个更好的起点。 我建议按照以下步骤进行微调:

    1. 从计算得出的最坏情况采集时间开始。
    2. 测量 ADC 输出以获得稳定的直流电压 并收集大量读数(例如,1000)。
    3. 分析数据: 查看均值(用于确定偏移)、标准差(用于量化噪声/不稳定性)和分布的直方图。
    4. 会逐渐增加采集时间 (例如 50-100ns)重复测量、直到达到可接受的精度和稳定性。 存在收益递减的问题、因此不要过度增加。

    关于增益和失调电压误差:

    您是正确的、增益和失调电压误差会影响多个 LSB。 增加采集时间并不能解决这些误差。 您需要实现 TRM 中概述的增益和失调电压校准程序。

    CS 值(采样电容器):

    您正确地指出、TRM 计算缺少 Cs 值。 有关采样电容器的精确值、请参阅数据表的 ADC 模块部分。 确认数据表值对于准确计算至关重要。

    回顾一下、重点是使用计算得出的最坏情况采集时间作为起点、然后迭代测试以找到适合您的应用和环境的最佳设置。

    如果您对这些问题有任何进一步的疑问或需要澄清、请告知我们。

    此致、

    Zackary Fleenor

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    去了扎卡里!
    非常感谢您花时间浏览表格、帮助我更好地理解事情。

    此致、
    Reshma。