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[参考译文] ADS127L14:ADS127L14 禁用针对脉冲输入的数字滤波器并帮助进行外部同步。

Guru**** 2609075 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS127L18EVM-PDK, ADS127L14, ADS9803, ADS9817, ADS8588S, ADS9813

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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1579239/ads127l14-ads127l14-disable-digital-filter-for-pulse-input-and-help-on-external-sync

器件型号:ADS127L14
主题中讨论的其他器件:ADS127L18EVM-PDKADS9803ADS9817、ADS8588SADS9813

1) ADC 附带宽带和低延迟数字滤波器。、如何移除此滤波器。我们认为、这会不同地重塑我们的交流脉冲输入、我们正在寻找模拟输入的真正复制。

在我们的应用中、我们希望读取 40kHz 至 200kHz 脉冲输入的真正交流电。我们购买了 EVM、ADS127L18EVM-PDK、  

(主要是我们要同时读取 4 个模拟输入,这是从二维位置感测,在激光脉冲到达特频率我所说的)

在探索时、我们意识到当频率变高时、数据会失真。

2) 我还在 EVM 中尝试了 sinc、Sinc4、OSR 12 更好一些、但当频率最接近 200kHz 时、数据会失真。

我们的设置为:  

  • 将 EVM 配置为单端模式
  • 信号发生器、设置为 500mV 峰峰值、10%占空比、频率变化

2) 此外、我们还希望馈送外部脉冲以与 ADC 启动同步、如何在 EVM 中设置。

我有更多的测试数据可以共享..

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    您好 Varatharajan、

    ADS127L14/8 使用需要数字滤波器的 Δ — Σ 拓扑;无法绕过此滤波器。  对方波脉冲进行采样时、最好使用 SINC4 滤波器、OSR12 设置下最宽的输入带宽、以 1.365MHz 采样时提供 310kHz 的输入频率。

    您可以使用 START 引脚将 ADC 采样与外部事件同步、但 EVM 硬件和软件不支持此功能。

    我建议在测量输入脉冲时查看基于 SAR 的 ADC 以获得更高的输入带宽。  ADS9817 支持高达 400kHz 的输入带宽、ADS9803 支持高达 700kHz 的输入带宽。  这两个 ADC 都是 8 通道同步采样 ADC、工作速率高达 2MSPS/通道。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    感谢您的答复 Keith。  

    您是否还会确认、在我的设计中、如果我将启动脉 冲和数据时钟与激光脉冲同步控制 (即使在这种情况下,我相信我应该仅计划 SINC4、OSR12,这是可以的)

    • 我是否能够在 200kHz 周期内获得较短的脉冲峰值?
    • 什么是最小可检测峰
    • 将开始脉冲重新触发到每一帧、或单独首次启动 (我们更希望在突发捕获完成后开始和停止一次)

    谢谢、

    此致、

    Varathu

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    您好 Varathu、

    SINC4 需要 4 个数据速率周期才能完全稳定至阶跃输入(脉冲)。  这是数字滤波器阶跃响应的样子。  红色(系列 1)是阶跃输入、蓝色(系列 2)是输出响应。

    在 OSR12、f-CLK=OSR12 下运行 32.768MHz 时、总共需要 4*0.73us=2.93us 的时间才能完全稳定。  为了正确读取输入脉冲幅度、脉冲宽度需要大于 2.93us。  仍然可以读取短于 2.93us 的脉冲宽度、但由于 SINC4 滤波器响应、振幅会衰减。

    您将希望使用单个 START 脉冲与输入波形同步、以更大限度地缩短稳定时间、否则为每个输入脉冲使用 START 脉冲会将滤波器稳定时间进一步增加至 3.9us(SINC4 稳定时间+ 1us 额外的同步时间)。  如果您的脉冲宽度将大于 3.9us、则可以使用任一种方法。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:  

    在此之后、我尝试将 START 脉冲同步连接到我的模拟输入。正如您所解释的、频率越高。数据被削波或分散。

    但作为替代方案 、我们转换为 SAR ADC ADS8588S、我们在其中还收到了 EVM (ADS8588SEVM-PDK)、并同步 CONSTA 和 CONVSTB 信号。我们观察到、当占空比为 10%时、40kHz 的数据丢失...但随着我们的增加、模拟读数正在提高。 200kHz 也是如此。

    问题:

    a) 我们注意到 ADC 转换时间的典型值为 3.8us、这意味着它可以测量的最小脉冲宽度为 3.8us、40kHz 的 10%占空比为 5us、但模拟读取值远低于应用值。

    tCONV 时序之上需要多少开销时间?

    b) 如果我驱动输出读取时钟和控件、与输入触发器同步、是否获得正确的值?

    c) 是否有采样保持电路来检测峰值并将峰值数据锁存到输出总线上?

    再次感谢您的持续支持、期待您的光临。

    -瓦拉图

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    您好 Varathu、

    ADS8588S 包括一个内部 PGA、用于根据输入范围限制带宽、最大带宽为 24kHz。  该带宽太低而无法捕获快速脉冲。  

    下面是使用 40kHz 脉冲发生器以 10%、50%和 90%占空比运行的仿真、用于说明稳定时间影响。

    在 10%占空比的情况下、PGA(ADC 内部输入)的输出将仅达到脉冲值的 30%左右、在 50%占空比的情况下达到脉冲值的 80%、在 90%占空比的情况下达到脉冲值的 99%。  这些稳定时间未考虑 ADC 输入采集时间、这将导致进一步的测量误差。

    问题:
    a) 内部 PGA 的输入带宽限制了测量响应。   

    b) 这是 ADC 内部 PGA 的模拟输入限制、主要不是与时序相关的问题。

    c) 如果将 CONVST 上升沿与脉冲末尾对齐、则可尽可能减小误差、但上述带宽限制始终是此特定器件的主要误差。

    ADS9817 具有类似的输入配置、但速度要快得多、并且内部 PGA 带宽为 400kHz。  以下是此器件产生的误差。  使用 10%占空比脉冲(脉冲宽度为 2.5us)时、产生的波形响应将为最终值的 99%(1%误差)。  对于 20%或更高的占空比(脉冲宽度更长)、总误差将小于 0.1%。

    此致、
    Keith

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    谢谢 Keith、

    以下是一些后续行动。  

    a) 您的说明与该 ADC 的架构非常一致、但是、由于我们提供了更长的脉冲周期、我得到了 ADC 与输入幅度匹配的结果。

    (这是实际 FG 数据的图示)

    以下是脉冲峰值 10%、~500ns 时的 ADC 红色

    以下是脉冲峰值 90%~4.5us 时的 ADC 红色

    通过跟踪保持功能、我们预计在峰值幅度正确的情况下仍然可以读取窄脉冲、您能解释一下在 10%的情况下会如何缺失该参数吗?

    b) 我们的实际应用是预期的峰值脉冲会发生变化 ns 周期,但我们已经知道从激光馈送同步信号,类似于你上面看到的

      您能否 为我们的应用提供构建采集网络的建议。如果 200kHz 具有挑战性、我们很适合采用 40kHz、请考虑这一点

    注意:我们的应用,只需要获得峰值,而不是整个波。

    c) ADS9817 是否仍然突出、以便挑选上面看到的微小峰值。 此外、  每次捕获都没有启动脉冲输入来同步我们的源、如果主机根据时间瞬间激光进行脉冲解释的数据是唯一的选择

    在不缺少 峰值缓冲区的情况下、SPI 读取时钟应该是什么?

    d) ADS9813 — 我们喜欢这个 ADC、因为所有 8 个通道都是同步的、不是多路复用的、所以这个 ADS9817 是同一个系列。

    此致、

    Varathu

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    您好 Varathu、

    带宽限制在 ADC 内部、即内部 ADC 输入端、如此处所示。

    在 200kHz 的脉冲重复率和 500ns(10%占空比)的脉冲宽度下、内部 ADC 输入的平均输入将仅为满量程的 10%左右。  滤波器基本上会将脉冲输入转换为平均直流电平、这正是 ADC 转换的内容。

    当您增加脉冲宽度时、幅度接近实际幅度值。  在 90%占空比下、您将得到大约 90%的峰值振幅。

    使用这样的低带宽滤波器、您可以有效地捕获(峰值脉冲幅度)*(占空比)或 200kHz 脉冲重复周期的平均值。

    在您的情况下、我假设您需要在同一时间测量多个输入。  在这种情况下、ADS9817 将不起作用、因为它不是一款 8 通道同步采样器件。  ADS9813 是一个正确的选项、它支持 8 通道同步采样。  是的、它与 ADS9817 属于同一个系列、具有类似的输入配置、但提供 8 个同步通道。

    为了回答您的其他问题、测量峰值振幅所需的最小脉冲宽度是多少?

    此致、
    Keith