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你好
简介:
我正在设计一个有11个光电二极管(PD)的主板。 PD连接到互阻抗放大器(TIA),TIA的输出被路由到ADS7952 (ADC)。 ADC 被配置为在手动模式下运行,1MHz作为SPI时钟。 读取每16.66毫秒预制一次,所有通道从0-11读取。 我已选择REF3325作为我的2.5V参考电压。 我已在缓冲模式下路由ADC ... MUX直接连接到AINP。
问题:
当我读取所有频道时,我可以看到CH8噪音很大,并且有偏移。 即使我对所有通道应用恒定电压,我也可以注意到CH8显示的值要低得多。 我无法解释为什么。 在数据表中,我没有找到任何可以解释CH8这种行为的信息。
其他信息:
因为TIA,我正在使用OPA314。 我尝试更改OPA320和OPA625。 OPA625的性能最佳,但CH8上仍有相当大的噪声和偏移。 我尝试使用LTC6268。 此时噪音和偏移消失了。 但LTC6268的功耗为16mA,11PD的功耗接近200mA。 超出了我的电力预算?
问题:
CH8是否有任何特别之处显示了此类行为?
如果我要在MUX和AINP之间使用具有缓冲区的ADC,问题是否会消失?
对于缓冲实施,我是否仍需要在每个通道上使用150p的上限?
我的主板有3.3V电源。 这意味着我不能将OPA192用作V缓冲区。 您是否可以推荐在3.3V下工作并可与ADS7952配合使用的V缓冲器?
示波器图片:
我用我的范围对板做了一些测量。 我将我的采集与SSN (紫色线)同步。 红色线表示SCK,黄色线表示MUX和AINP之间的信号。
正如您在黄线上看到的那样,在第10 SSN低电平上,噪音要高得多。 有趣的是,当ADC在读数中显示偏移时,不会出现预期的压降。
下一幅图片显示了噪音信道上的缩放
正如您所看到的那样,SCK的每个过渡上都有黄线(MUX和AINP之间的信号)峰值(红线)。 当我将其与采集进行比较时,我还没有看到测量信号的闪烁或闪烁(黄线)。 请参见下一张图片。
这是之前仅一个通道的缩放采集。 如您所见,没有噪音。
我还通过我的示波器获得了SPI信号。 下图:
我放大了3次采集。 我想演示一下我们是如何解决ADS7952的。 正如您从MOSI所看到的,信道计数正在从一个测量值进展到另一个测量值。 此外,miso还显示ADS7952正在为我们提供进展结果(miso增量的前4位正确)。 在最后一个测量中,我会看到故障MUX到AINP信号。
非常感谢你的帮助
示意图:
我的主板的顶级文件
变速器阻抗放大器
ADS7952
你好
我无法在通道之间切换线路,因为我正在PCB上进行调试。 我还是缩短了CH7和CH8。 除此之外,我还预先制定了一些其他测试,我将在下面讨论:
测试:
1) 所有MUX输入均浮动
2) MUX和ADC之间存在MUX浮动和外部电压的所有输入
3) CH8浮动
4) 具有外部电压的CH8
5) CH7和CH8短路
结果:
1) 所有MUX输入均浮动
图片显示了我的设置。 我将所有输入都保留给mux浮动和短路MUX->AINP。 我的示波器探头放在MUX和AINP之间的线上。
紫色线表示SSN,红色线表示SCL。 黄线是MUX和AINP之间的信号。 我已将范围缩放到CH8上。 选择CH8时,第三SSN低。 正如您在之前的2个通道和之后的2个通道上所看到的,信号在无噪音的情况下非常清晰。 选择CH8时,噪音真的很高。
2) MUX和ADC之间存在MUX浮动和外部电压的所有输入
在本例中,我使所有CH0-11保持浮动,但在MUX->AINP线路上,我连接了一个55mV的电压源(RIGOL DP811A)。
上图显示了所有已读通道,我只放大了CH8 (底部图)。 正如您在MUX和ADC之间的电压所看到的,当选择CH8时,噪声最大。
3) CH8浮动
我将所有频道都连接到TIA,如图所示,CH8除外。
下图显示了结果。 我再次放大了CH8,您可以在SCL上看到每次转换时都会发出噪音。
4) 具有外部电压的CH8
接下来,我将V源连接到CH8,并将其设置为a) 0V和b) 55mV,如下图所示。
a)的结果见下图。
电压较低的事实是可以预料的,因为CH8输入上有0V电压。 但是,噪音完全是意料之外的,不可接受的。
下一张图片显示当CH8 V源设置为55mV时的结果。
令人惊讶的是噪音。 这是当CH8连接到稳定的电压源时,一旦信号通过MUX,就会产生如此大的噪音。
5) CH7和CH8短路
正如您建议的那样,我将CH7和CH8缩短为"已连接",如下图所示。 在我的主板上,我从PCB上移除了TIA。 我拆除了TIA OP放大器和反馈组件的所有组件,因此引脚CH8是CH7的采样组件。
这就是结果。 令人感兴趣的是,噪音和偏移现已扩散到CH7。
你好
我无法在通道之间切换线路,因为我正在PCB上进行调试。 我还是缩短了CH7和CH8。 除此之外,我还预先制定了一些其他测试,我将在下面讨论:
测试:
1) 所有MUX输入均浮动
2) MUX和ADC之间存在MUX浮动和外部电压的所有输入
3) CH8浮动
4) 具有外部电压的CH8
5) CH7和CH8短路
结果:
1) 所有MUX输入均浮动
图片显示了我的设置。 我将所有输入都保留给mux浮动和短路MUX->AINP。 我的示波器探头放在MUX和AINP之间的线上。
紫色线表示SSN,红色线表示SCL。 黄线是MUX和AINP之间的信号。 我已将范围缩放到CH8上。 选择CH8时,第三SSN低。 正如您在之前的2个通道和之后的2个通道上所看到的,信号在无噪音的情况下非常清晰。 选择CH8时,噪音真的很高。
2) MUX和ADC之间存在MUX浮动和外部电压的所有输入
在本例中,我使所有CH0-11保持浮动,但在MUX->AINP线路上,我连接了一个55mV的电压源(RIGOL DP811A)。
上图显示了所有已读通道,我只放大了CH8 (底部图)。 正如您在MUX和ADC之间的电压所看到的,当选择CH8时,噪声最大。
3) CH8浮动
我将所有频道都连接到TIA,如图所示,CH8除外。
下图显示了结果。 我再次放大了CH8,您可以在SCL上看到每次转换时都会发出噪音。
4) 具有外部电压的CH8
接下来,我将V源连接到CH8,并将其设置为a) 0V和b) 55mV,如下图所示。
a)的结果见下图。
电压较低的事实是可以预料的,因为CH8输入上有0V电压。 但是,噪音完全是意料之外的,不可接受的。
下一张图片显示当CH8 V源设置为55mV时的结果。
令人惊讶的是噪音。 这是当CH8连接到稳定的电压源时,一旦信号通过MUX,就会产生如此大的噪音。
5) CH7和CH8短路
正如您建议的那样,我将CH7和CH8缩短为"已连接",如下图所示。 在我的主板上,我从PCB上移除了TIA。 我拆除了TIA OP放大器和反馈组件的所有组件,因此引脚CH8是CH7的采样组件。
这就是结果。 令人感兴趣的是,噪音和偏移现已扩散到CH7。
您能对这些结果发表评论吗?
谢谢你
你好
非常感谢您的回答
我将逐一回答您的问题:
a)您在多少个版块上看到这些观察结果?
我拥有以下版本:
* 5块带LTC6268的主板...它们都工作正常,但当前消耗太高,不适合我们的使用。
*3块带有OPA314的主板...它们都显示了与上述相同的行为
*3块带有OPA320的主板...它们都表现出与上述相同的行为
* 1个带有OPA625的主板...它们表现出更好的性能,但CH8上的噪声和偏移仍然很明显,满足我们的需求是不可接受的
* 2块没有TIA,只有ADC的主板...行为与上述相同
B)您能否分享您的示意图和布局PDF? 您可以将其发送至rahulvk@ti.com
请检查您的电子邮件框。
C)您是否尝试用该主板上的另一个ADS7952替换ADS7952?
在所有示例中,我在第一个问题下解释 了我使用的是新ADS7952。
你(们)好
非常感谢您尊重我的隐私并分享布局和项目。
您建议将迹线切至CH7并将其连接至CH6。 下图。
我已将CH6和CH7短路,并将线路切至CH7。 我让CH8与稳定的V源连接,如上图所示。 结果显示在下图中。
我认为,这是我们的假设的不成立之处。 CH6和CH7非常干净,而CH8仍然很吵。
我还将分享我们如何控制ADC。 正如我之前所说的,我们将以手动模式运行。
SSN | MOSI (SDI) | 味增(SDO) |
1. | 0x1800 | 0x1xxx |
二 | 0x1880 | 0x2xxx |
3. | 0x1900 | 0x0xxx |
4. | 0x1980 | 0x1xxx |
5. | 0x1A00 | 0x2xxx |
6. | 0x1A80 | 0x3xxx |
7. | 0x1B00 | 0x4xxx |
8. | 0x1B80 | 0x5xxx |
9. | 0x1C00 | 0x6xxx |
10. | 0x1C80 | 0x7xxx |
11. | 0x1D00 | 0x8xxx |
12. | 0x1D80 | 0x9xxx |
13. | 0x1800 | 0xAxxx |
14. | 0x1880 | 0xBxxx |
15. | 0x1900 | 0x0xxx |
你有什么想法吗?
谢谢你
您好,Mirza,
我已通过电子邮件回复您的查询。
请检查您的邮箱。
谢谢。
您好,Mirza,
我要结束这个话题,总结一下我们的离线对话。
由于通道8和SCLK迹线彼此平行运行而没有中间接地层,因此发生了耦合。
通过制作一个工程板来确认这一点,在该板上,数字迹线远离模拟迹线。 在这块工程板上,管道看起来很干净。
感谢您对调试步骤进行评估,并额外努力提供额外信息,帮助我们缩小到问题位置。