[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、

我们使用的是外部基准。 我已经查看了数据表、我认为无法使用内部基准。

我们使用的外部基准电路基于技术参考手册(第11.15.4章设计外部基准电路)中的基准电路：

我们使用 REF3030、LMV844、Rx = 0.1Ω Ω、Cx = 22uF。 VREFLOx 直接接地。

此外、REF3030输出端还有一个100nF 电容器接地。

通过使用调试模式、我们可以在 ADC 值上看到相同的行为。 在下面、我附加一个从 CCS 中的调试图中获取的图像。

此致、

安东

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

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