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[参考译文] ADS8556:ADS8556 Busy/INT 引脚会干扰模拟输入引脚

Guru**** 2813875 points

Other Parts Discussed in Thread: ADS8555, ADS8555EVM-PDK, ADS8556, SN74LVC16T245, ADS9815, ADS9811

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/1587588/ads8556-ads8556-busy-int-pin-interferes-with-analog-input-pin

器件型号: ADS8556
主题中讨论的其他器件: SN74LVC16T245、ADS8555 、ADS8555EVM-PDK、 ADS9815ADS9811

我断开了 ADS8556 六个模拟输入引脚的外设电路、但在这六个引脚上测得的占空比为 75%时的干扰噪声(示波器红色波形)、BUSY /INT 引脚以绿色波形显示。 当 BUSY/INT 引脚断开连接时、六个输入引脚上的噪声消失了。 请帮助我确定原理图是否有问题 — 在电源检查中未发现问题。  

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    您好、Song、

    感谢您的问题。 能否将输入接地并告诉我行为是什么? 此外、您能否分享连接到 GND 时的输出代码。 这将有助于我了解 ADC 是否正常运行。

    我想知道您看到的噪声是否是 开关电容器输入结构电荷反冲、一些接地反弹、以及示波器探头共享接地的综合结果。 这种类型的 ADC 旨在与前端 RC 配合使用来驱动 ADC。 我建议阅读数据表并观看高精度实验室 —  ADC 培训系列 、以了解如何选择这些元件。 或者、如果您让我知道您打算采样的速度和您的输入源阻抗是多少、我可以建议使用 RC 值。 但我知道您可能已经在您提到的断开连接的外围电路中选择了这些组件。 在 RC/驱动器电路之前进行探测时、您是否会看到相同的噪声(而不是在移除这些元件的情况下直接在输入引脚上进行探测)?

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha

    请参阅我发送的 E2E 中的此链接。

    TL084A:电压跟随器的输出振荡。 -放大器论坛 — 放大器- TI E2E 支持论坛

    这是连接到 ADS8556 前端的运算放大器 TLV084。 最初、在运算放大器 TLV084 的输入端子上检测到异常 — 运算放大器的输出仅与一个 0 欧姆电阻器串联连接至 ADS8556 的模拟输入引脚、没有电容器连接到 GND。 稍后、我移除了这个 0 Ω 连接电阻器并检测到您在 ADS8556 的输入端提到的问题。

    ADS8556 读取频率为 200K、 HW/SW 引脚和 RANGE/XCLK 引脚连接到 GND 和 3.3V、如下图所示。

    DATA[0:15]使用 33 Ω 串联电阻器连接到 74ALVC164245XTS48G/TR、然后连接到 CPLD

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    我不确定此电源配置是否存在问题。 AVDD 为 5V、HVDD 为 15V、BVDD 为 3.3V、AGND 和 BGND 为 0V、HVSS 为–15V。 DATA[0:15]输出连接到 74ALVC164245 芯片、该芯片由 3.3V 电源供电。

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    您好、Samiha

    REFIO 引脚连接的电容为 0.1uF 和 10uF、但数据表建议电容为 470nF。 该问题是否可能是由该电容器过大引起的?

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    我使用示波器测量了 REFIO 引脚的电压、结果为 2.5V、没有出现异常。 然而、如下图所示、使用示波器测量 DATA[0:15](从 ADC 到 74ALVC164245 芯片)时、会出现大约 132mV 的高电平波动。 请帮助我分析此问题的原因。

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    我测试了另一款产品中使用的 ADS8556。 在并行模式下、读取速度仍为 200K、并且数据输出使用 SN74LVC16T245 芯片而不是 74ALVC164245 — 所有其他外设电路保持不变。 同样、当模拟输入引脚悬空时、测量以下波形:模拟输入引脚电压范围为–2.967V 至–4.187V、频率也为 200K。 您能否解释一下悬空模拟输入引脚为什么有负电压、以及频率为什么为 200K?

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    您好、Song、

    感谢您分享更多详细信息。 让我看看这个、然后返回给您。

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha、 在 ADS8556 的模拟输入出现 200K 噪声问题方面是否有任何进展?

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    您好、Song、

    感谢您的耐心。 我想知道这是否可能是数字引脚从高电平变为低电平时(例如本例中为忙)的接地反弹、反之亦然。 通过在数字引脚上靠近器件放置一个小串联电阻、可以减少接地反弹。 我看到您的 R200 处于繁忙状态。 是否靠近 ADC? MCU 和 ADC 之间的布线是否繁忙? 您看一下将该电阻放置在更靠近 ADC 的位置是否有所帮助?

    此致、

    Samiha

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    让 R201 处于繁忙状态、我将 R201 从 49.9 Ω 更改为 200 Ω、但仍然有问题。 我检查我们的其他产品、所有这些都有这个问题。 R201 接近 ADS8556。

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    您好、Song、

    感谢您的详细介绍。 一些想法:

    1. 您能否给我展示一个示波器屏幕截图、其中显示了 BUSY 断开时输入消失的噪声?
    2. 测量输入上的噪声时、您将探头接地连接到哪个接地端?
    3. 数字地和模拟地之间是否有铁氧体磁珠? 您的接地层是什么样子? 一个实心平面?
    4. 您是否可以尝试将 R201 替换为 1k Ω 电阻器并在 BUSY 连接时测量其两端的电流降?

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha、  

    我们使用 16 位串行读取模式。 当 BUSY/INT 引脚断开连接时、模拟输入保持稳定的 0V。

    我将探头接地连接到 ADS8556 AGND 和 BGND。

    我已移除所有铁氧体磁珠、但问题仍然存在。

    将 R201 替换为 1k Ω 电阻器时仍然存在问题。

     我注意到有一个 ADS8555EVM。 您能否测试 16 位并行读取模式是否存在同样的问题?

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    您好、Song、

    谢谢! 是的、我刚刚收到了我下令进行测试的 ADS8555EVM。 我今天在我这边检查它,并将返回到你的结果.

    您能否测量 1k Ω 电阻器两端的电流降? 由于当您断开 BUSY 时问题会消失、我想当您连接 BUSY 引脚时、该引脚消耗的电流很大。 您能否通过测量 1k 欧姆电阻器两端的压降来测量这一点?

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha

    以 200KSPS 的速率执行 16 位并行读取时、ADS8555EVM 是否会出现相同的问题?

    BR、ć

    有为

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    尊敬的有伟:

    我看到了一些类似的行为、但尺寸略小。 这来自开关电荷注入、是悬空引脚的正常行为。 但是、我看不到从电路板上断开 BUSY 连接时噪声会消失的行为。 将 BUSY 引脚与电路板断开连接时、没有任何区别。 如果您按照我请求测量电流并看到大电流、可能是因为在 MCU 上、BUSY 引脚配置为输出而不是输入、这会将大电流驱动到 BUSY ADC 引脚。 这是一种理论。

    该 ADC 不适合在输入引脚悬空时使用。 请将未使用的引脚接地、并使用驱动器电路适当地驱动已使用的引脚。 谢谢。

    此致、

    Samiha  

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    您好、Samiha

    是的、BUSY 引脚配置为输出。 实际上、我们没有在 ADS8556 上执行任何寄存器配置、而是直接使用 FPGA 进行数据读取。 MCU 通过监测 BUSY 引脚的输出来确定读取 ADC 转换数据的时序。 如果模拟输入引脚悬空时现象正常、则将运算放大器连接到模拟输入后观察到的 200k 脉冲噪声是否也正常、是否影响数据读取精度?

    BR、

    有为

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    您好、Song、

    由于 ADC BUSY 引脚是输出、因此接收 BUSY 的 MCU 引脚应配置为输入。 您能否尝试一下、看看它是否解决了问题?

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha

    我的 MCU 的 BUSY 检测引脚配置为输入模式、但问题仍然存在。 您能给我发送 ADS8555 悬空模拟输入引脚的波形吗? 我想确认来自 ADC 模拟输入引脚的噪声是否也会传输到信号采集运算放大器电路。

    感谢您最近的支持。 我无法解析悬空模拟输入引脚上的方波信号、而该方波的边沿影响了 ADC 采样器件。 悬空模拟输入引脚上的稳定电平实际上是可以接受的、但其边沿转换会出现问题。 您能否确认悬空 ADS8555 模拟输入引脚的转换边沿电压范围是否也介于–3V 至–4.2V 之间?

    BR、

    有为

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    嗨、Samiha

    您能否确认悬空 ADS8555 模拟输入引脚的转换边沿电压范围是否也介于–3V 至–4.2V 之间?

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    您好、Song、

    感谢您的耐心,因为我们在感恩节假期在美国。 我使用 ADS8555EVM-PDK 测试了悬空输入。 我移除了 JP0 上的跳线、并探测了 A0 的输入。 我移除了 C05。 我还移除了 R71、这样 MCU 就不会连接到 BUSY 信号。 您可以 在第 23 页 及以后的页面上看到原理图。 我看到的内容如下(黄色信号= A0 输入信号、蓝色信号=忙):

    浮动信号在大约–2.5V 至–3V 之间切换。 这是典型情况。

    此致、

    Samiha

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    您好、Samiha

    非常感谢、 噪声由这些方波的边沿产生、这些边沿通过 ADC 的模拟输入反向传播到采样电路。 您能否提供任何解决方案?  ADC 器件型号的备选类型。  是否有任何关于浮点输入方波信号(黄色信号= A0 输入信号)的参考文献 (docs/link)? 我想更深入地了解这类 ADC 的噪声生成机制。

    BR、

    有为

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    尊敬的有伟

    所有采样电容器暴露在输入引脚上的 SAR ADC 都将经历类似的一些电荷反冲。 必须使用驱动电路正确驱动输入、以避免此类反冲。 与此相关的一些资源:

    在这种情况下、采样电容器板连接到 HVDD 和 HVSS、因此反冲更加剧烈。 这是比 不使用 HVDD/HVSS 的 ADC 更大的电势差。 这就是该器件的反冲更剧烈的原因。 如果您正在寻找没有此类反冲的器件、建议使用我们集成了放大器且具有模拟前端的 ADC。

    您可以查看以下内容:

    1. ADS8688: 具有双极输入范围的 16 位、500kSPS (MUX) 8 通道单电源 SAR ADC
    2. ADS8588S: 采用单电源并具有双极性输入的 16 位高速 8 通道同步采样 ADC
    3. ADS9810: 具有集成前端的 8 通道、18 位、1MSPS、±16ppm INL 同步采样 ADC
      1. 其他选项包括 ADS9815 (1MSPS/通道、MUX)、ADS9811 (1MSPS、同步采样、更好的 INL)。

    如果我能提供更多帮助、请告诉我。

    此致、

    Samiha