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[参考译文] LAUNCHXL-F28377S：ADC 分辨率问题

admin
Guru**** 2524550 points
Other Parts Discussed in Thread: CONTROLSUITE, TMS320F28377S

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/613717/launchxl-f28377s-adc-resolution-issue

器件型号：LAUNCHXL-F28377S

大家好、TI 社区、

我目前正在使用 LaunchXL-F28377S TI 评估板。 我最近在16位模式下遇到 ADC 问题。 我已将 ADC 配置为从 ePWM 触发 SOC。 目前、我使用的是 ADCINA2和 ADCINA3、其中 A3引脚接地。 我为 A2连接了一个函数发生器。 我有一个中断、该中断正在从 ADC 结果寄存器将256个样本加载到一个数组中。  在过去、我能够在削波前获得3V 的范围(ADC 值65535)。 我不确定发生了什么、但现在我只能将高达1.5V 的电压输入 ADCINA2。 我想知道其他人是否也有这个问题。

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好、Benden、

    16位 ADC 仅在具有差分输入电压的差分模式下工作；您不能仅将负输入接地。

    切换到12位单端模式并对引脚 A2进行采样时、是否会获得良好的结果？
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好 Devin、

    我不确定为什么我无法将负输入接地。 差分电压不会简单地从正输入中减去0V？ 我正在尝试提高我的 ADC 扫描的分辨率、并希望我可以利用16位。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好 Devin、

    我切换到12位单端模式、但仍有削波发生。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好、Brenden、

    该 ADC 使用差分输入电压。  这不同于仅减去两个引脚。  在输入电压真正差分的情况下、输入相对于共模电压的变化为：

    我们指定输入共模应在 ADC 转换范围的中点50mV 以内：

    负输入接地时、将违反共模规格(正输入接近最大值时除外)。  

    如果您的输入信号本身不是差分信号、则需要使用运算放大器电路来执行单端到差分转换。  您可以使用单个全差动运算放大器或一对单端运算放大器。   

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    对于12位模式下的削波、是否确定函数发生器输出端接正确？ 如果端接设置为50欧姆、但不终止、则引脚上的电压将是仪器上指定的电压的两倍。 您是否已通过 DMM 验证输入电压？
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好 Devin、

    我已使用示波器确认我的函数发生器按预期运行。 我将函数发生器设置为正弦波、2kHz、低电平200mV 和高电平2V。 当我的高电平超过1.5V 时、会发生削波。

    此外、我对您所谓的"终止"的含义有点困惑。

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好、Brenden、

    接下来要检查的是 VREFHI 输入上的电压。 根据电路板的不同、此电压可能应为2.5V 或3.0V。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    在 LaunchXL 电路板上、使用示波器确认 VREFHIA 和 VREFHIB 均为3V。 根据 LaunchXL-F28377S 原理图、VSSA 和 VREFLOB 似乎也是0V。 我已经仔细检查、我也将 ADC 的分辨率配置为12位单端模式。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    另外、奇怪的是、要查看是否可能是我的固件导致了该问题、我从 controlSUITE 中刷写了示例 ADC 程序。 不过、我仍然遇到同样的问题。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好 Devin、我还想、如果我将一个1.5V 的直流电压源连接到负输入、那么理论上、我是否能够利用16位分辨率？ 当然、正输入源也会适当偏置到1.5V。

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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好、Brenden、

    如果您的 VREFHI 范围为0至3V、并且您从正输入和负输入上的1.5V 开始、这将为您提供一个中量程转换。 如果正输入增加0.3V 至1.8V、则负电压需要减少0.3V 至1.2V。 这将保持相同的共模电压、即基准范围的一半：(1.8V + 1.2V)/2 =(1.5V + 1.5V)/2 = VREFHI/2。

    输入的阻抗是多少？S+H 持续时间设置为多少(S+H 由 SOC 配置的 ACQPS 字段控制)。 如果 S+H 持续时间对于给定的输入阻抗而言过短、则在 S+H 窗口期间可能会给 ADC S+H 电容器充电、从而导致转换不正确。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好 Devin、

    我正在使用来自示例 ADC_ePWM 源文件的代码。 对于12位单端信号模式、我使用的是 acqps = 14、而对于16位模式、我使用的是 acqps = 63。

    数据表中的 Devin 显示输入的共模电压不能超过50mV +/-。 我想知道、如果它能够实现、会发生什么情况？ 我的转换是否根本不起作用、如果是、为什么呢？

    此外，这可能是一个愚蠢的问题，但我想知道具体的情况。 如果我的负输入为1.5V 直流、而正输入为3V 直流信号、我是否仍能满足1.5V 的共模参考条件？ 我的逻辑是、3V 信号只是1.5V 共模+ 1.5V 增加。 从某种意义上讲、我还在问我的正输入是0V 直流(1.5V 共模- 1.5V)、我的负输入是1.5V 直流。
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    您好、Brenden、

    您可能需要确认您的源是低阻抗；acqps = 14将为您提供最小可能的 S+H 窗口、只有当您的源是非常低阻抗且使用高带宽驱动器时、该窗口才有效。 通过搜索 e2e 或参考 TRM 部分"选择采集窗口持续时间"中的简要指导、您可以找到有关计算或仿真外部电路的其他指导

    16位模式下的 ADC 实现是差分的、因此需要差分电压。 如果您应用其他东西、我们不知道 ADC 会产生什么结果。
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    根据200MHz 系统时钟、我的采样采集时间设置为75ns。 我的 ADC 设置为50MHz、ADC 时钟周期为20ns。
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    您好、Brenden、

    ADC 输入不像 DMM 或示波器那样具有高阻抗。 相反、它是一个开关电容器电路、需要在分配的任何 S+H 时间内趋稳。 S+H 时间是可配置的(通过 SOC 配置寄存器的 ACQPS 字段)。 您需要确定75ns 是否适合驱动 ADC 输入的任何阻抗；更高的阻抗=更长的 S+H 窗口、以留出足够的时间来实现输入趋稳。

    一个可以排除输入趋稳问题的简单实验是通过向 ACQPS 字段(我认为是511)写入可能的最大值来显著增加 S+H 持续时间。
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    您好 Devin、

    我刚刚了解了输入阻抗的含义、目前函数发生器的输出阻抗为50欧姆。 如果第9.3.2节"选择采集窗口持续时间"。 这里提到了可变的 Rs、Ron 和 Ch。 在这种情况下、我的50欧姆或我选择的任何输入阻抗是否等效于 Rs + Ron、我不确定什么是 Ch、因为我在 TMS320F28377S 数据表的表5-45中找不到它。
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    我将采样保持时间 acqps 设置为最大 S+H 时间、我的 ADC 读数仍然饱和。
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    您好 Devin、

    因此、我认为我的问题是、出于某种原因、我的示波器先前确认了我的电压在0至3V 范围内、但不知怎么发生了什么、函数发生器产生的电压是显示电压的两倍。

    很抱歉您使用了这么多时间。
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    TI__Guru**** 2524550 points
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    您好、Brenden、

    很高兴您能够找到解决方案。

    当 fgen 输出阻抗设置为50欧姆时、函数发生器可以产生两倍显示电压(这并非始终可配置-如果不可配置、假设这是50欧姆)、但您不会在输入端使用50欧姆源端接。