[参考译文] TMS320F28377S：16位差分模式 ADC 与 AMC1302隔离式电流感测相结合

您好 Juergen、

我不确定隔离式放大器的输出共模通常为1.44V；这将使其与在差分模式下使用3.0V 或2.5V 的共 VREF 电压直接驱动 F2837xS ADC 不兼容。  

我认为、如果您将 F2837xS VREFHI 设置为2.88V 、从实际角度来看、您可能会认为没问题；差动16b 模式的性能至少会优于12B 单端模式。  

另请注意、隔离式放大器的输出带宽通常为280kHz；我认为这需要比最小值320ns 更长的 S+H 时间。   

是否有理由不直接使用 Σ-Δ 调制器(当然是隔离式的)而不使用隔离式放大器？  F2837x 具有专用的 Σ-Δ 位流解码器模块。

另一种常用的策略是将一个或多个 F28004x 器件置于热侧、然后通过光电隔离器通过 FSI 将(可能是过采样和/或预滤波) ADC 结果发送到 F2837x 器件。   

您好 Devin、

非常感谢您的反馈。 我真的无法理解、为什么 TI 提供具有规格的隔离器、而这些隔离器将不适合这些电源应用中最常用的控制器。 如果您无法连接自己的传感器，TMS320上的16位 ADC 选项有何用途...

我认为"可能可以"是没有选择的、因此我认为有3种可能的解决方案：

1) 1)数字 Σ-Δ 解决方案：

我考虑了 Σ-Δ 解决方案、但老实说、我没有这方面的经验。 我们计划使用 SiC-MOSFET 构建开关频率约为70kHz 的电机控制器。 Σ-Δ 解决方案是否真的足够快、能够及时获得与 PWM 同步的电流值？

您是否有一些应用手册或软件项目或示例可实现此目的？

2) 2)使用 OPV 将差分信号转换回单端信号。 之后、我可以使用 ADC 的12位模式。 因为性能会降低-这是最差的解决方案。

3) 3)如果我必须使用一个用于信号转换的 OPV -我认为应该可以使用一个全差分 OPV (如 THS4522)来进行共模电压漂移。 因此、我可以连接到1、5V (ADC 的 UREF/2)的 VOC、并获得全差分输出电压、这在 TMS320范围内是正确的、我可以使用16位选项。

您认为这会起作用吗？

我在本说明(第37页)中找到了一些内容：

www.ti.com/.../slyt119.pdf

此致

Juergen

您好 Juergen、

也许"可能还可以"不是一个很好的术语。 如果您将 F2837x VREFHI 设置为恰好2.88V、则直流共模将在可能的 AMC 输出变化范围内处于+/-50mV 范围内。  我已验证 CMRR 是在最坏情况+/-50mV 直流共模的基础上使用1MHz 200mVpp 交流信号测得的、因此即使在极端情况下、也应该得到额定的60dB CMRR。  由于您无法将 VREFHI 精确设置为2.88V、因此事情会变得更加有趣、但似乎降级应该平稳地超过+/-50mV 的直流共模、因此您在16B 差分中的性能应该始终优于等效的12B 单端信号。   

如果您看一下隔离式放大器的架构、它是一个 Σ-Δ ADC、后跟一个 DAC 来重新构成信号。  与非隔离式放大器不同、这种模数转换过程(随后您将遵循自己的模数转换过程)将产生几 us 的延迟(请参阅 AMC 数据表中的以下内容)。  

我不确定直接将 Σ-Δ 位流馈送到 F2837x 上的解码器是否会更快(内部 AMC 位流时钟为480MHz、而 F2837x 上的解码器以25MHz 的频率运行)。  它肯定会导致一个更少的 DAC 和一个更少的 ADC 转换、这应提高保真度。  我将请 SDFM 专家对13位分辨率信号的延迟进行评论。   

对于内置 Σ-Δ 解码器的软件、请查看 TRM (http://www.ti.com/lit/ug/spruhx5g/spruhx5g.pdf)章节"Sigma Delta 滤波器模块(SDFM)"、还可以查看 c2000ware 中 SDFM 的软件示例：

基于位字段(4个示例)： \device_support\f2837xs\examples\cpu1\sdfm_*

基于 driverlib (1个示例)： \driverlib\f2837xs\examples\cpu1\sdfm\*

是的、您绝对可以使用全差分放大器通过放大器的 Vocm 输入获得所需的共模。  这还将带来极大地增加驱动 ADC 的源的带宽的好处、从而使您可以使用更短的 S+H 窗口。  请注意、还可以通过一对单端运算放大器设置共模电压和/或缓冲全差分信号。  

Juergen、

您计划使用哪种调制器？

Sinc 滤波器的延迟取决于以下参数：-

1) 1) SD 调制器采样频率

2) 2)正弦滤波器的阶数

3) 3) Sinc 滤波器的 OSR 配置设置

Sinc 滤波器延迟=(Sinc 滤波器阶数) x OSR/SD 调制器采样频率。

例如、当 AMC1305 SD-调制器的工作频率@ 20MHz 时、当使用 Sinc3和 OSR = 200时、您可以获得13位分辨率的 ENOB

延迟= 3 (Sinc3的阶数) x OSR (200)/ SD 调制器频率(20MHz)= 30us

此致、

曼诺伊

您好 Juergen、

因此、出于完整性考虑：

SDFM +调制器@ 13位 ENOB =~30us

隔离式放大器+ 16位 ADC =~2us +~1.5us =~3.5us (如果使用全差分缓冲器、可能接近3.0us)

通过 FSI 进行热侧过采样的 F28004x：

• 过采样12位 ADC x 16要获得大约13位 ENOB：~5us
• 发送单字 FSI 数据包： 48位@ 100Mbps = 0.5us
• ISO7842传播延迟= 20ns
• 总计=~5.5us  

请注意、似乎只有 F2838xS 具有 FSI、而不是 F2837xS。  还值得注意的是、F28004x 器件具有增益高达 x24的 PGA、因此、如果电流感应信号较小、则可能不需要进行过多的过采样即可获得等效分辨率。