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[参考译文] WEBENCH®︎工具/TMS320F28377D:根据采样频率选择采样电容器

Guru**** 2398695 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV6001, ISO224, ISO224EVM

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/853913/webench-tools-tms320f28377d-sampling-capacitor-selection-according-to-sampling-frequency

器件型号:TMS320F28377D
主题中讨论的其他器件:TLV6001ISO224ISO224EVM

工具/软件:WEBENCHRegistered设计工具

您好!

对于我的实验、我使用的开关频率为50kHz、ADC 采样频率应比开关频率大4或5倍。 我想为200kHz 采样频率设计 RC 桶电路和 ACQPS。 我选择了 CS 2nF。 适用于200kHz 采样频率吗? 是否需要增加或减少 CS?   我不确定是否可以随着采样频率的升高而增大或减小 CS。  TI 建议 CS 至少应比 CH 大10或20倍。 如何选择 RS? 我计算 ACQPS 是否正确 ? 我仍然不理解 ADC 采样和充电电路桶电路之间的关系

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    您好、Shah、

    您的计算结果是正确的。  

    请注意、预测的 S+H 时间为825ns。  ADC 转换时间约为215ns、因此总采样时间将略高于1us。  如果您每1/50kHz 需要4个样本、这将足够快(但您可能也关心延迟?)。  正确的做法是、您可能希望减小 Cs 以使输入更快趋稳、从而更快地进行采样。  只要您使 C 远低于~20 x 通道、降低 R-C 通常不是一个问题。   

    R 的选择将基于运算放大器或驱动该电路的其他电路。  它可以驱动多大的电容? 增大 R 会增加 R-C 时间常数、但允许放大器/驱动器与容性负载实现一定程度的隔离。  通常情况下、这处于10-100欧姆的配重范围内。   

    以下培训演示更深入地讨论了 S+H 设计:  https://training.ti.com/ti-precision-labs-adcs-introduction-sar-adc-front-end-component-selection

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    我更改了 CS 和 RS CS=400pF 和 RS=50欧姆的值(对于 TLV6001运算放大器、50欧姆是可以的)。 现在计算得出的 S+H 时间为162ns、因此总采样时间为235ns+215=377ns。(您提到的 ADC 转换时间为215ns、是固定的还是您发现的?)。 现在 fsample 为2.6MHZ。 50kHz 开关频率是否正常?  正如 我告诉过您的、我还有一个问题、PWM 开关频率为50kHz、我将使用此 PWM 来触发 ADC SOC。 ADC 频率与 PWM 相同、这意味着我的 ADC 频率也是50kHz、但我计算出的总采样时间是377ns、它们并不相似。 或者、我需要使用其他 PWM 触发 ADC、这些 PWM 的频率与计算出的采样时间377ns 相同 、我对此感到困惑   

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    您好、Shah、

    请注意、如果 SYSCLK 为200MHz、S+H 时间只能以5ns 为步长配置、因此您无法精确配置377ns;您应该将其舍入到380ns。   

    您可以从数据表或 TRM "ADC 时序图"部分获取准确的 ADC 转换时间:  

    S+H +转换时间决定了 ADC 在收到触发信号后进行采样和转换所需的时间;您仍然必须以所需的速率触发 ADC。  如果您使用50kHz ePWM 来触发 ADC、则采样率将为50kHz (每次触发后、每次采样的可用时间大约为380ns)。

    如果您希望采样速度更快、但仍与 ePWM 同步、则可以运行第二个 ePWM、其速度比主 ePWM 快几倍、也可以使用来自多个同步 PWM 的 SOCA 和 SOCB 来生成多个触发器 (如果您希望在 ePWM 周期中的特定点触发、而不是均匀间隔、则会使用第二种情况)。   

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    非常感谢、我现在理解了

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    是的、我希望采样速度更快。 因此、我使用了500kHz 开关频率的次级 PWM 来触发 ADC、然后 ADC 采样率为500kHz、我的初级 PWM 开关频率为50kHz。 对于500kHz ADC 采样率、我仍然感到困惑:我应该选择多少 CS 和 RS? 我已选择 Rs=50欧姆、CS=1nF、RON =425欧姆、CP =10pF 和 CH =14.5pF。 现在 S+H 时间为280ns、ACQPS 为55。 ADC 转换时间为204ns、总采样时间为280+208= 488ns。 如果我选择 RS = 100欧姆、那么 S+H 为540ns、总采样时间为745ns 、或者 如果我降低 RS = 10、则 S+H 时间为80ns、总采样时间为285ns、我认为它太快了。对于500kHz ADC 采样率、哪一个更好? CS 是1ns、它是否太大?   您能否向我推荐采样率为500kHz 的 ADC 应选择的 CS 和 RS 值。 谢谢   

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    您好、Shah、

    CS 主要用于防止驱动运算放大器在采样发生时发生转换。  如果外部 Cs 是内部 Ch 的20倍、则在最坏情况下、从 Cs 与 Ch 均衡开始的引脚上的压降或尖峰不会大于范围的5%。  这应该足够小、以便驱动运算放大器能够稳定而不是转换、从而实现良好的趋稳。   

    RS 的大小刚刚足够大、这样驱动运算放大器将不会有任何稳定性问题来驱动 CS 和 Ch.  这将非常依赖于您的特定驱动程序。

    通常、您不希望依赖 Cs 和 Rs 进行低通滤波。  两者的增加都将导致 LP 滤波稍多、但会以牺牲稳定时间为代价、但如果您想添加抗混叠滤波器或其他滤波器、通常需要在 ADC 驱动器之前的阶段执行此操作。

    一般而言、Cs 和 Rs 不是根据采样频率设置的、但具有较长的稳定时间可能会限制哪些采样频率可以工作。  稳定时间过长也会导致延迟增加、这可能是负延迟、具体取决于特定系统。

    有一种替代的 CS 大小调整、其中选择的 CS 约为2^N x Ch (称为"电荷共享")。  这用于将放宽驱动电路要求的慢采样率信号。  我认为这不适用于您的用例。    

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    非常感谢您,我看到了我的特定 IC 的数据表,它说它可以驱动高达220pf 的容性负载,我可以使用220pf。 我还有一个问题是、我使用的双环路外部是电压环路和内部电流环路、通常电流环路比外部环路快、我的电流传感器 ACS733可以驱动高达220pf 的容性负载、而 RS 则高达50欧姆至1k 欧姆。 因此、其 S+H 时间将会很短、因为电流环路速度很快、因此 其采样应该很快。 而对于外部电压环路、我使用 ISO224隔离式 IC、然后我使用 TLV6001进行单端转换、我找不到可驱动多少 RS TLV6001、CS 可以是20时间通道。 因此它的 S+H 可能更大。 我可以对使用同一 ADC 的电压和电流环路使用不同的 ACQPS,还是需要为另一个 ADC 加电?  稍后我看到 了 ISO224EVM 评估模块   SLAU733第3页 ,其中 TLV6001后,R 被选为47欧姆,C 被选为100pf。  对吗? 100pF 小于20乘以 CH。

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    您好、Shah、

    对于 TLV6001的驱动能力、您可以制作一个标记有该器件型号的不同 e2e 线程-该线程应路由到维护该器件的工程师。   

    就不同的 S+H 时间而言、您肯定可以在同一个 ADC 上执行此操作;每个 SOC 都具有单独的可配置 ACQPS 字段、用于控制 S+H 时间。  

    或者、最好使用两个 ADC、因为采样可以并行完成。  您可能希望使用两个 S+H 时间中较大的时间来确保 ADC 以锁步方式运行、因为运行 ADC 异步会有一些性能损失。 相互通信。