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[参考译文] TMS320F2812:4-5位范围内的 ADC 本底噪声

Guru**** 2543380 points
Other Parts Discussed in Thread: TMS320F2812

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/1017198/tms320f2812-adc-noise-floor-in-4-5-bit-range

器件型号:TMS320F2812

您好!

你好。 我有一位客户正在使用 TMS320F2812EZDSP。 请参阅下面的查询以供参考。 非常感谢。

我正在使用用于 TMS320F2812的 eZdsp 评估板、ADC 性能较差。 在我的应用中、我以45MHz 的频率运行 CPU PLL、并以12.25MHz 的频率调整 ADC 的时钟。 我将在0处使用 PS 寄存器。 当我执行直流信号的顺序读取时、我将在12位 ADC 中获得4-5位的噪声级别。 从勘误表和数据表中可以看出、噪声级别应限制为2位。 我尝试了高达4的较高 PS 设置、但没有真正的改进。 只有当 PS 变为15时、我才会达到3位的噪声级别。 您能帮助我解决我的问题吗?或者、这是否符合预期?

此致、

Ray Vincent

  • 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。

    射线、

    当客户指出4-5位或3位时、我假设它们意味着2^4-2^5或16至32 LSB /变化代码与上述不同情况下的2^3或8变化代码。  如果这不正确、请告诉我、但现在将对此进行处理。

    我认为在 ACQPS = 15和8个变化代码的情况下、该 ADC 的变化代码将达到合理的值;我想进一步了解8个代码的标准偏差。  它们应该会看到大约为0.9LSB 或更低的标准偏差。  如果标准偏差高于此值、则信号仍会限制本底噪声与 ADC。

    我还想验证客户是如何设置 ADC 以获取顺序样本的;他们是在每个 ADC 触发器(SOC)上转换多个信号的。  即 MAXCONV >0?  很多时候、噪声的问题是、ADC 的采样保持电容无法在空闲的第一个采样上及时充电至外部值。  这正是提高 ACQPS 将有所帮助的地方、因为它可以让采样保持电容更长的时间进行充电并匹配外部电压。  我们还可以尝试使用 MAXCONV 对同一通道进行背靠背采样、以保持采样保持电容的稳定。

    例如、让我们设置 MAXCONV = 3 (应执行4个采样)。  要求客户仅从每个 SOC 中获取第4个样本、并查看这是否改善了分布。  如果是这种情况、我们仍在处理限制 SNR /代码扩展的输入信号。

    由于 eZdsp 使用引脚接头连接电压的性质、我们还需要尽可能限制与电源的物理距离。  客户可能会发现需要放置一些小电容来帮助缓冲信号、从而改善噪声。

    此处提供了一个链接、其中介绍了如何正确驱动 ADC 输入 、这将有助于获得上述设置的最佳平衡。

    最棒的

    Matthew

  • 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、Matthew、

    你好。 请参阅以下客户对您上次回复的反馈。 非常感谢。

    当客户指出4-5位或3位时、我假设它们意味着2^4-2^5或16至32 LSB /变化代码与上述不同情况下的2^3或8变化代码。 如果这不正确、请告诉我、但现在将对此进行处理。

    Mark –是的、这是正确的假设。  当我提到3位时、我是指示例中提到的3^2或8 LSB。

    我认为在 ACQPS = 15和8个变化代码的情况下、该 ADC 的变化代码将达到合理的值;我想进一步了解8个代码的标准偏差。 它们应该会看到大约为0.9LSB 或更低的标准偏差。 如果标准偏差高于此值、则信号仍会限制本底噪声与 ADC。

    Mark –确认看到的值远高于0.9 LSB。 我希望性能低于4 LSB、但在60 LSB 领域中看到的性能要高得多。

     

    我还想验证客户是如何设置 ADC 以获取顺序样本的;他们是在每个 ADC 触发器(SOC)上转换多个信号的。 即 MAXCONV >0? 很多时候、噪声的问题是、ADC 的采样保持电容无法在空闲的第一个采样上及时充电至外部值。 这正是提高 ACQPS 将有所帮助的地方、因为它可以让采样保持电容更长的时间进行充电并匹配外部电压。 我们还可以尝试使用 MAXCONV 对同一通道进行背靠背采样、以保持采样保持电容的稳定。

    MARK –MAXCONV = 0。  使用 CONT_RUN 持续读取同一 ADC 通道。  读取同一 ADC 通道的114个样本并随机分布。  因此会提出一些附带问题

    • 设置 MAXCONV > 0并使用 SEQ 多次读取同一通道是否有利?  如果是、则会产生次要问题。  我的应用对计时很敏感。  如何在序列中准确读取时间的同时使用 MAXCONV > 0?
    • 如果采样保持电容器充电需要“while”,是否可以在外部电路上执行任何操作来缩短 S&H 时间?

    例如、让我们设置 MAXCONV = 3 (应执行4个采样)。 要求客户仅从每个 SOC 中获取第4个样本、并查看这是否改善了分布。 如果是这种情况、我们仍在处理限制 SNR /代码扩展的输入信号。

    标记 - MAXCONV = 0。  应用不会利用定序功能。  应用是以>10MSPS 的速率对10us 窗口进行数字化。 采集的时间精度至关重要。  目前、ADC 以11.25MSPS (45MHz PLL)运行。  将采集速率提高到22.5MSPS 是平均值计算或读取每隔一次采集的一个选项,我已阅读指南,将 ADC 保持在18MSPS 以下以限制噪声。

     

    由于 eZdsp 使用引脚接头连接电压的性质、我们还需要尽可能限制与电源的物理距离。 客户可能会发现需要放置一些小电容来帮助缓冲信号、从而改善噪声。

    MARK –基准和信号长度已被最小化、但添加一个小型电容器可被添加为一个额外的噪声抑制层。 我正在使用 eZdsp 交叉检查目标硬件设计,我希望这些硬件设计能比性能更好。  第一个用于集成的目标硬件获得了与 eZdsp 相当的性能。 采集事件的顺序如下设置:

                   序列1.bit.CONV00设置为所需的通道

                   CONT_RUN 设置为1

                   RST_SEQ1和 SOC_SEQ1设置为1

                   延迟1us

    两条汇编指令、用于从 ADC 获取数据并保存到连续重复10us 的存储器中。

    下面是讨论 ADC 输入正确驱动的更新应用手册的链接(https://www.ti.com/an/spracv0)、这将有助于获得上述设置的最佳平衡。

    Mark –提供的链接不起作用。  我收到错误404未找到。

    此致、

    Ray Vincent

  • 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。

    射线、

    以下是应用手册的更正链接

    由于客户使用的是 CONTRUN、这解决了我对多采样的担忧。  如果存在电容充电问题、会自行解决初始样本、而不会出现在其余样本中。

    我建议如下:

    对于 eZdsp、让我们确保从 ADCLO 到 VSSA 的跳线存在、如果不存在、我认为数据会更糟、但需要确保这一点。

    我还建议通过将 XINTCNF2寄存器中的位3置为高电平来禁用 XCLKOUT。  这在复位时启用、并且会增加系统噪声。

    客户还能评论正在采样的直流电源吗?  它是来自 DAC、外部发生器等吗?  我正在寻找此源的预期精度、以便我们可以在 ADC 转换中设置预期的电平。

    最棒的

    Matthew

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    您好、Matthew、

    你好。 请参阅以下客户对您的回复的最新回复。 非常感谢。

    应用手册中的信息与禁用 XCLKOUT 之间的关系有助于提高 ADC 读取的精度。 这与返工的组合提高了3位(8 LSB)内的性能、这是向前迈出的一大步。 至于 eZdsp,我仍然遇到问题。 除非您知道剩余噪声源的位置、否则外壳可以关闭。 谢谢你。

    此致、

    Ray Vincent

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    射线、

    很高兴听到我们已将本底噪声降至可接受的水平。  我认为 eZdsp 的噪声不会像客户电路板那样好、一个原因是该电路板上的插座(我认为这是插座式 PCB)将增加额外的串联电阻、而不是硬焊连接。

    我看到的另一个因素是、在调试时、JTAG 时钟可以耦合到 ADC 采样中。  一个选项是断开 JTAG 连接、并尝试在串行通道或其他通道上导出数据以进行片外评估。  这不是我知道的最现实的选项、因为 JTAG 是整个调试点。  将 ADC 数据存储到闪存中、然后重新插入 JTAG 并读取它。

    对于这种类型的评估、eZdsp 的平台将是其电路板的一个较差平台、因为他们看到了他们想要的数字、我将继续专注于他们的定制电路板。

    最棒的

    Matthew

  • 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、Matthew、

    你好。 请参阅我们客户对您的回复的最新回复。 非常感谢。

    了解依赖 eZdsp 平台进行开发的担忧和噪声。  在我进行测量时、JTAG 接口不是额外噪声源、因为它全部通过调试器完成、在调试器中、我将所有结果排队到 RAM、然后通过串行接口输出捕捉缓冲器。

    我在线阅读一些有关最佳 ADC 性能的基本规则、例如将采样率保持在18MSPS 以下。  是否有实现最低噪声性能的芯片设置基本规则?

    此致、

    Ray Vincent

  • 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。

    射线、

    我们看到的最常见问题是支持 ADC 的无源器件/有源器件的物理电路板布局。  这包括 REFP/M 电容器、RESEXT 电阻器、功率衰减器和 ADCIN 缓冲器/大容量电容器。  这些引脚应尽可能靠近物理器件/引脚、以避免噪声拾取。

    REFP/M 电容器应采用陶瓷电容器(非电解电容器);如果客户遵守 DS 中有关 ESR 限制的建议、则应注意这一点。  我认为 X7R 额定电容器可以满足他们的需求、而无需 NPO/COG 类型。  

    F281x ADC 的布局是将模拟模块/引脚放置在器件的一个角落、我会将其视为尽可能多的模拟禁止。  在隔离电路板上的接地平面方面始终存在争议;我相信我们建议使用单点交叉隔离来限制数字直通。

    我不清楚采样率 <18MSPS 的建议、该转换器最大只能达到12.5MSPS  除了增加 S/H 电容充电时间之外、我不知道 ADC 计时的任何内在优势、但这也可以通过 ACQ_PS 寄存器/控制来实现。

    最棒的

    Matthew