[参考译文] TMS320F28377D：ADC 测量中的随机噪声

Anton、

您能评论一下您的设置中 ADC 是处于16位模式还是12位模式吗？  我尝试将您看到的噪声与 ADC 的某个水平相关联、而不是仅将原始电压误差相关联。  它看起来与示波器图中的+/-30mV 相似。

您能否为您用于电压跟随器的运算放大器提供 PN、以便我也可以查看其规格？

最棒的

Matthew

您好、Matthew、

我们使用12位模式。

用于电压跟随器的运算放大器是 LMV844。

此致、

安东

Anton、

很抱歉、我方面的延迟、我需要更多时间来研究这一点。  我将尽最大努力在明天，也就是15日之前作出答复。

最棒的

Matthew

Anton、

您是在系统中使用 ADC 的内部基准还是外部基准。  如果我可以正确地回忆一下、对于12位模式、我们可以使用内部或外部模式；在上述情况下、您曾经使用过的参考模式、您是否可以切换到另一种模式并查看其是否有任何影响。

此外、您是否能够读取 ADC 结果值并看到相同的行为？  在本例中、了解通过 BUFDAC 实现这一点对于调试很有帮助、但我想确保我们不会处理 BUFDAC 上的一些噪声与 ADC 采样噪声。

最棒的

Matthew

您好、Matthew、

问题是否可能来自 ADC 配置错误？

我们正在尝试、找不到任何可以解决该问题的方法。

此致、

安东

Anton、

您能否共享 ADC 设置代码、以及 ADC 的触发方式(如适用)、即 PWM 或 SW 等   

代码可能会回答以下问题、但是否有多个 ADC 与上述通道同时激活/采样？

最棒的

Matthew

您好、Matthew、

我们由 SW 触发 ADC、在 ADCD 中仅由 SOC0触发。

下面是我们用于 ADC 的配置代码：

void ConfigureADC(void)
{
    EALLOW;

    /*
     * write configuration ADCIND
     */
    AdcdRegs.ADCCTL2.bit.PRESCALE = 6; //set ADCCLK divider to /4
    AdcSetMode(ADC_ADCD, ADC_RESOLUTION_12BIT, ADC_SIGNALMODE_SINGLE);

    //Set pulse positions to late
    AdcdRegs.ADCCTL1.bit.INTPULSEPOS = 1;
    //power up the ADCs
    AdcdRegs.ADCCTL1.bit.ADCPWDNZ = 1;
    //delay for 1ms to allow ADC time to power up
    DELAY_US(1000);

    //Select the channels to convert and end of conversion flag
    AdcdRegs.ADCSOC0CTL.bit.CHSEL = 0;  //SOC0 will convert pin D0
    AdcdRegs.ADCSOC0CTL.bit.ACQPS = 99; //sample window is 99 + 1 SYSCLK cycles (minimum 75ns)

    AdcdRegs.ADCINTSEL1N2.bit.INT2SEL = 0; //end of SOC0 will set INT2 flag
    AdcdRegs.ADCINTSEL1N2.bit.INT2E = 1;   //enable INT2 flag
    AdcdRegs.ADCINTFLGCLR.bit.ADCINT2 = 1; //make sure INT2 flag is cleared

    EDIS;
}

这里是测量的代码。 此代码位于每200us 运行一次的 CPU 定时器中断内。

        // launch and measure channel Ir convert, wait for completion, and store results
        //start conversions immediately via software, ADCD
        AdcdRegs.ADCSOCFRC1.all = 0x0001; //SOC0

        //wait for ADCD to complete, then acknowledge flag
        while(AdcdRegs.ADCINTFLG.bit.ADCINT2 == 0);
        AdcdRegs.ADCINTFLGCLR.bit.ADCINT2 = 1;

        //store results
        ADCD0result = AdcdResultRegs.ADCRESULT0;
        DacbRegs.DACVALS.all=AdcdResultRegs.ADCRESULT0; // debugadc: adc measurement to dac

此致、

安东

Anton、

我认为代码看起来正常、我仍在通过采样网络。

是否可以稍微更改代码以将2个输入信号样本带回位；即、像设置 ADCSOC0CTL 一样设置 ADCSOC1CTL。 您需要将 ADC 中断移至 SOC1。  然后将0x0003写入 ADCSOCFRC1寄存器。  当 ISR 到来时、使用 ADCRESULT1值并查看噪声是否仍然存在？

如果你有足够的缓冲空间、你可以记录这两个缓冲空间来并排比较 ADCRESULT0/1。

最棒的

Matthew

您好、Matthew、

我更改了代码、以便在两个引脚中使用相同的常量值从 SOC0和 SOC1中连续获取测量结果。

信号看起来不同、但也有噪声。

以下是同时获取的结果：

• SOC0：
• SOC1：

此致、

Antón μ A

您好、Matthew、

我再次检查该程序、并意识到在我的上一篇文章中、我测量的是连接到 SOC0和 SOC1中相同直流值的两个不同引脚。

我已更改配置、以便从同一输入引脚在 SOC0和 SOC1中进行测量。 现在、即使大多数噪声测量位于不同的位置、信号看起来也更加相似。 在以下图像中、两个图形位于相同位置的样本会背靠背、从一个样本采集到下一个样本、则为200us。

SOC0：

SOC1：

此致、

安东

Anton、

感谢您进行本实验。  我不认为问题与内部 S/H 电容器的稳定时间有关、因为双采样通常有助于解决这些问题、因为电容器"预充电"的第2个采样的值相同。  

这也符合您之前的观察、即更改 ACQPS 似乎没有帮助。

我想看看该噪声是否在不同的输入电压下持续存在、是否可以将强制电压更改为0.5V 和2.5V 的值。  我想离开转换器的中心点、看看这是否会改变任何噪声。

此外、我相信您曾提到过更改运算放大器输出端的电容；您是否也尝试更改电阻器？  680欧姆是相当大的值；不确定您是否尝试过更小的东西？

最棒的

Matthew

Matthew、您好！

很抱歉我的回答延迟。

我现在尝试使用0.5V 和2.5V、结果与噪声方面的1.5V 非常相似。

以下是这两种情况的一些图像：

0.5V：

2.5V：

关于电阻器、我记得先有一个较小的电阻器、然后对其进行更改、但我不记得确切的情况、因此我们将再次进行测试。

此致、

安东

Matthew、您好！

我们将运算放大器输出端的电阻器从680欧姆更改为56欧姆、结果不好。

我们仍然有随机峰值、但现在基线测量的噪声更大。

是否有可能通过 SW 的硬件代替来触发测量来解决此问题？ 还是完全不相关？ 该项目处于高级阶段、因此我们愿意尝试任何可能的解决方案。

此致、

安东

Anton、

我需要几天的时间来回答、 我在周四之前不上班。  我还想在该线程中添加一些其他内容。   当我回到办公室时、我会尽力答复。  

尊敬的 Anton：

对迟交的反应表示真诚的道歉。 想知道您是在寻找解决方案还是已经解决了问题？

谢谢、此致、

桑托什

您好 Santosh、

感谢您再次与我们联系。

作为一种临时解决方案、我们每次采集3个样本并使用中值。 然而，我们仍在寻求解决这个问题的办法，以便找到一个更方便的永久性解决办法。

此致、

安东

你好。

您是否看到与此主题中的视频类似的行为？

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1158649/tms320f28388d-strong-oscillation-noise-on-adcinb3-and-adcind3/4356675#4356675

此致

您好、Pak、

不、我认为这是不同的。

在本例中、我们在单个样本上有尖峰(上升或下降)。 在视频中、我可以看到更像是周期性重复的噪声。

此致

Anton、

很抱歉、由于 TI 方面没有就此问题提供通信、我们在内部进行了讨论、但没有回复。  回到开头、这可能来自2个噪声源；或者来自目标通道上的主 S/H 电容器、或者如果在转换时外部基准发生一些扰动。

正如您提到的、您还可以在 LaunchPad 上看到这一点、因为这是我们的设计等、因此应将基准电路从公式中取出

ADC 结果的噪声量为~40LSB 或~29mV、正如您指出的、我们应该在输入波形/示波器图上看到这一点。

您看到的噪声幅度与模拟输入的引脚电平无关、双采样不会"过滤"该噪声。

我还有其他一些问题：

• 确认任何其他 ADC (A/B/C)未采样、或者如果采样、它们与上面 ADC D 上的采样一致
  • 如果其他 ADC 未使用、您能否确保它们在软件中被禁用、以查看这是否有任何影响
• 在与上述相同的转换过程中是否可以对 VREFHID/VREFLOD 引脚进行示波？
• 您之前提到过代码使用、是否可以创建一个在采样期间具有最少软件活动的简单测试？
• 与上述情况相关、C2000附近是否有任何(引脚或 PCB 走线) GPIO 活动？

最棒的

Matthew

Matthew、您好！

关于您的问题：
我们不使用任何其他 ADC (A/B/C)。 仅 ADCD。
我们不配置除 ADCD 之外的任何 ADC。 我不知道是否有明确禁用其他 ADC 的方法。

根据您的建议、我们完成了以下测试：

测试1. 禁用除 ADCD 和2个 DAC 之外的所有 I/O 活动。 注释大多数与测量无关的代码。 使用释放模式并断开调试电缆与计算机的连接。 我们正在测量：

• ADCD0 (C1、黄色)、被连接至恒定1.5V
• ADCD1 (C3、红色)、被连接至恒定1.5V
• VREFHID (C4、蓝色)、大约3.005V
• VREFLOD (C2、绿色)约为0.002V

我们可以在 ADCD0和 ADCD1上看到与测量时始终相同的尖峰。

VREFHID 和 VREFLOD 具有低噪声、它们之间存在一些相关性、我们可以在放大的示波器上看到这一点。

测试2. 禁用除 ADCD 之外的所有 I/O 活动。 注释大多数与测量无关的代码。 使用调试模式。 我们正在测量：

• ADCD0、被连接至恒定1.5V
• ADCD1、被连接至恒定1.5V
• VREFHID (C4、蓝色)、大约3.005V
• VREFLOD (C2、绿色)约为0V

结果与之前的测试完全相同。

我们在前面的测试中使用了自己的硬件。 从开始、我们已在 launchpad 上测试了 C2000 SDK 随附的示例 ADC_ex1_SoC_software。 该程序已被修改、仅用于连续采集样本并将其存储在数组中。 我们在内置3.3V 和 GND 之间使用了分压器、以在 ADC 引脚上创建恒定电压。

我们观察到高水平的基极噪声、但几乎没有其他测试中的尖峰。 大约1 in 3000测量值与该值非常不一致、而在我们的硬件中、我们发现每100次测量有1次错误。
在本示例中、这是我们应该在 LaunchPad 中看到的行为吗？

此致

Anton、

正如您提到的、ADCIN 衍生形式的电压总线将有一些固有的噪声电源耦合到它、这使得 ADC 结果具有一些基线噪声、但我们也有尖峰进入。

我将更仔细地查看问题中的引脚、并希望在此验证更多方面：

1) D0/D1也与比较器7共用输入。  我想确保它是关闭的(如果您根本不配置它、它应该从复位状态关闭)

2)您能否更改代码以使用 A0/A1/B1作为采样通道、然后使用内部 DAC 来驱动引脚上的电压？  这将为我们提供一个已知良好的参考、以在两个平台上进行采样

3)我建议将电压馈入 THS4531、但我认为#2将在这里实现我所需的、而无需将信号重新接线/路由到该放大器(它也是差分放大器、因此这将有点卷积以采样 SE)。  只是想说明一下、以防它给您任何想法

4)我们一直关注 VREFHI、如果您可以为其中一个运行在 VDDA 上放置一个示波器、只是为了确认电源上没有会很好的奇数尖峰。  DS 定义的条件是 VREFHI 不能大于 VDDA。  这两种电路板上都不应该出现、但至少对于 LP、我知道我们将电源调节为3.3V、因此不应该出现这种情况；但值得检查。

5)我知道我们限制了数字活动、但希望确保代码中的某个位置未启用 XCLKOUT。

最棒的

Matthew