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[参考译文] TMS320F280049：模拟输入电流消耗和行为

admin
Guru**** 2589300 points
Other Parts Discussed in Thread: TMS320F280049, LAUNCHXL-F280049C, DRV8320

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/997491/tms320f280049-analog-input-current-draw-and-behavior

器件型号：TMS320F280049
主题中讨论的其他器件： LAUNCHXL-F280049C、 DRV8320

我的问题与本文中的问题类似："TMS320F280049：F280049的模拟引脚上的电气特性差异"

我的硬件具有 相同的模拟输入、但出于某种原因、其中一个硬件的行为与其他硬件不同。 有用于测量3个电机相电流的输入。 此处的电路如下所示 、其中 R12表示霍尔效应传感器的负载电阻器、Vref_final = 3.3V、Vdd = 3.3V、C7上的电压进入处理器上的 A2D 输入。 当没有电流流经 C7时、理想情况下电压= 1.65V。  

那么、问题就在这里。 我在同一电路中设置了3个通道。 这些通道从我的硬件连接到 LAUNCHXL-F280049C 接头引脚(27、28、29)、这些引脚映射如下到处理器输入。

接头引脚27 =处理器引脚38 (A9)和引脚16 (PGA5_IN)

接头引脚28 =处理器引脚19 (C0)和引脚20 (PGA3_IN)

接头引脚29 =处理器引脚7 (B2/C6/PGA3_OF)和引脚18 (PGA1_IN)

连接 launchpad 后、接头引脚27的电压比其他两个引脚低约40mV。 我可以最好地告诉大家、通道在固件中的设置方式是相同的。 例如、这里是我在电机相电流为零且连接 launchpad 时测量的结果。

接头引脚27 = 1.612V

接头引脚28 = 1.647V

接头引脚29 = 1.645V

当 launchpad 与接头断开连接时、我在相同的接头位置测量的值如下。

接头引脚27 = 1.648V

接头引脚28 = 1.647V

接头引脚29 = 1.645V

与其他两个模拟输入相比、该模拟输入有何不同？ 我应该在固件中查看哪些内容可能会影响该通道相对于其他通道的行为。 我仿真了 ADC 输入、以确保在采样期间、我根据数据表中关于采样电路的假设获得良好的趋稳、 但是、如果在这些线路上还有其他一些消耗电流的东西(例如与 PGA 相关的东西)、那么我需要在为这些输入选择和 RC 值时考虑(或禁用它)。 更常见的问题是、ADC 通道上建议的最大源电阻是多少？ 我假设 输入阻抗可能为几千欧、 这是因为 DRV8320和3PHGAN 评估套件上用于模拟电压反馈输入的源阻抗相对较高。

这里是我上面提到的仿真结果。 节点"最终"处的电压 连接到上述运算放大器电路的输出。 我导入图像时图像质量会变差、但您通常可以看到该行为。  该图在正弦波的单个样本(蓝色)上放大。 波形(绿色)在合理的时间范围内以及 ADC 采样间隔内趋稳。  

蓝色波形=在"最终"节点处测得的正弦波。

绿色波形=在 C17 ("电容"节点)上测得的 ADC 采样波形。

谢谢。

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    TI__Guru**** 2589300 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、Gabe、

    我认为问题在于 ADC 在"最终"节点处看到的阻抗。  只需根据原理图中的值、使用"Choosing an Acquisition Window Duration"部分中的示例以及 "ADC 输入模型"部分数据表中的寄生效应、多路复用器电阻和采样电容器值、在此处进行一些计算：

    时间常数(tc)：

       TC =(1000 + 500)* 12.6pF + 1000*(1500pF + 8.1pF)= 1.53uS

    假定¼ LSB 稳定(k)、所需的时间常数数量：

       k = ln (4096/0.25)–ln ((1500pf + 8.1pF)/12.6pF)= 9.704–4.785 = 4.919

    采样保持时间(SH)：

       sh = k.tc = 1.53uS*4.919 = 7.5uS

     F280049的典型 SYSCLK 在规格下运行：

       周期= 1/SYSCLK = 1/100MHz = 10ns

    SH (ACQPS)的寄存器设置：

       ACQPS = SH/周期–1 = 7.5uS/10ns = 749

    这就是问题所在。  ACQPS 寄存器为9位宽、最多允许511个 SYSCLK 周期。  具有高源阻抗值(在您的 R17和 C7情况下)的效果是采样保持时间较长。  ¼ R17/C7的值、信号需要稳定在7.5uS、以使 SAR 采样电容器稳定在 μ V LSB 以内、即使您将 ACQPS 最大值设置为511、即5.12uS、 这不会为采样保持电容器提供足够的时间进行完全充电。

     有几种选择可供尝试：

       -减少 R17/C7的值并重新运行计算以确保 SH 足够、以便 ACQPS 能够适应新的 SH 值

       -如果需要 R17/C7 (可能用于低通滤波)、请在运算放大器输入之前移动该滤波。  这可能需要您重新计算运算放大器周围的其他 R’s 和 C’s，并保持电路所需的增益和带宽。

    此致、

    Joseph

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    TI__Guru**** 2589300 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。

    我已经执行了相同的计算、但放弃了这些计算、而是为了进行仿真、因为它们不考虑1500pF 电容器的贡献、因为它在短采样窗口中充当源。 应用手册 SPRUI33D p. 1470的同一页建议进行仿真、 计算结果如下："虽然这给出了所需采集窗口的粗略估算、但更好的方法是使用 ADC 输入模型、源阻抗/电容模型来设置电路、 以及 SPICE (或类似软件)中的任何电路板寄生效应、并进行仿真以验证采样电容器是否稳定至所需的精度。"

    我计划按照您的建议减少 RC、但这仍然是解释为什么只有3个通道中的1个存在问题、而所有3个通道的 RC 值都相同。 必须有其他事情在产生该压降。 您能否就此与同事进行核实？ ADC 通道是否会在器件内部其他任何可能消耗40uA 电流的位置布线？ 谢谢。

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    TI__Guru**** 2589300 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、Gabe、

    抱歉、我刚才意识 到您使用的 ADC 通道通过0欧姆电阻器 R20、R17和 R14连接到 PGA_INX。 在这种情况下、信号会进入 ADC 通道以及 PGA_INX。  我假设您不是在代码中配置 PGA、而是在 ADC 通道 A0、C0和 B2上进行信号转换。  模拟引脚内部连接全部记录在表7-11中并列出、显示了与 AD 输入多路复用器、PGAx、比较器和 DAC 的连接。

    您能否尝试将最终抽头连接到未连接到 PGA 的 ADC 通道、以查看问题是否仍然存在、或在 Launchpad 中取消选择 R20、R17和 R14以将其与 PGA 输入隔离？

    此致、

    Joseph

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    TI__Guru**** 2589300 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、Gabe、

    此外、为了添加 PGA 输入、不能将其用作单位增益放大器(缓冲器)、用于通过1.65v 基准的外部电流监控器输出中心。 您必须使用 PAG_of 输入并更改模拟 多路复用器、正如 Joseph 提到的、要将 CCMPx 用于 ePWM 跳闸区域事件。 我浪费了一天的时间尝试使类似的输入缓冲器(PGA)正常工作、而 TI Kevin 暗示 PGA 输出不会通过同相 PGA_+IN 以1.65v 为中心。