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[参考译文] ADS1292R：将外部时钟用于呼吸调节器

admin
Guru**** 1587505 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1292R, ADS1298, ADS1298R, ADS1298RECGFE-PDK
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/632535/ads1292r-using-external-clock-for-respiration-modulator

部件号：ADS1292R
线程中讨论的其他部件： ADS1298， ADS1298R， ADS1298RECGFE-PDK

您好，

我正在尝试使用ADS！292R上的呼吸调节器的外部时钟。 我有两个PWM信号(一个用于调制器，另一个用于阻塞信号)连接到ADS1292R上的GPIO1 (调制时钟)和GPIO2 (阻塞信号)。 我还有RESP_CTRL=1。 但是，调制器输出的信号比预期的要小得多(与内部生成的调制器输出的信号不同)。 我尝试过外部调制器时钟的几种不同频率(32kHz，50kHz，62.5kHz)，但似乎没有一种频率输出 正确的信号。 我还尝试了不同的相位设置来阻止信号，但没有成功。  

我确实注意到ADS1298数据表指出，使用外部调制时钟时，不应使用内部主时钟。 我想知道这是否也适用于ADS1292R？ 如果是这种情况，则外部主时钟规格有哪些限制？ 此外，数据表指定tBLKDLY <5ns。 此要求的严格程度如何？ 我的tBLKDLY可能是~25ns，但我不理解这会如何影响ADS1292R上输出的调制信号。  

如有任何帮助，我们将不胜感激。 谢谢！

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    TI__Guru**** 1587505 points
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    您好，CCENT：

    感谢您评估我们的ADS1292R！

    我不确定在提供外部呼吸信号时，内部主时钟与外部主时钟的限制。 让我与设计师确认一下，这是有意还是错误地遗漏了。

    您是否可以共享RESP_MODP和RESP_MODN输出的范围捕获，以说明效果？ 我认为差动幅度仍应等于参考电压(VREFP - VREFN)。

    此致，
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    TI__Guru**** 1587505 points
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    我们解决了调制器的问题，但未看到正确的解调信号。 您能否确认最大值5ns (在调制时钟和阻塞信号之间)是否可能是问题？ 我们必须严格遵守此计时规范的程度如何？
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    TI__Guru**** 1587505 points
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    我想知道你是否对调制时钟和阻塞时钟之间的滞后时间的5ns要求有了更多的了解并应用于外部。 谢谢！
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    TI__Guru**** 1587505 points
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    您好，CCENT：

    感谢您的更新。 我仍在尝试与设计师确认tBLKDLY规范的限制。 我想最后，我们选择了一个极限，我们认为这是通过经验试验取得的最佳结果。

    直观地说，我们阻止部分传入调制波形的原因是拒绝通过切换RESP_MODP和RESP_MODN波形产生的初始R-C时间常数。 我们要传递的只是通道1输入处出现的稳定电压。 解调电路的输出将反映传入的调制波形被阻塞/通过的程度(因此名称)。 如果tBLKDLY过长，您将通过一些初始的不稳定波形，然后阻塞其中的一些波形，然后通过其余的稳定部分。

    使用图解可以更容易理解该概念。 请参见我们的应用手册中有关使用阻抗气动成像测量呼吸的图9。 请注意黑色调制波形中的差异-阻隔越少，解调波形跟随输入信号越快。 我想，如果阻塞信号和调制时钟没有相位对齐，那么产生的波形将会有一些失真的结果。

    www.ti.com/lit/an/sbaa181/sbaa181.pdf

    此致，

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    TI__Guru**** 1587505 points
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    这很有帮助，但我们仍然无法完全解决问题。 如果GPIO上提供了外部调制器时钟，您能否确认ADS1292R上的内部主时钟可以使用？ 使用 外部调制器时，ADS1298R似乎需要外部主时钟。

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    TI__Guru**** 1587505 points
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    我会请设计师确认。

    此致，
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    TI__Guru**** 1587505 points
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    您好，CCENT：

    使用外部调制信号时，ADS1292R似乎需要外部时钟。 原因是您需要将外部调制信号同步到ADC采样频率，该频率是由器件主时钟生成的。 如果内部时钟与外部调制信号一起使用，则两者将完全不同步，呼吸波形将不会被采样和正确解调。

    我们对最初未在数据表中明确说明这一点表示歉意。 我将记录一下，以便将其添加到下一个数据表修订版中。

    此致，
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    TI__Guru**** 1587505 points
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    感谢您的更新。 这是否意味着必须同步外部主时钟和外部调制器时钟？

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    TI__Guru**** 1587505 points
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    是，外部主时钟和外部调制器时钟必须同步。

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    TI__Guru**** 1587505 points
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    OK -听起来主时钟必须被调制器时钟整除？ 数据表似乎表明，任何调制器时钟都可能介于32-64khz之间。
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    TI__Guru**** 1587505 points
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    您好，CCENT：

    我已经考虑了一些，我需要稍微再坐一会儿。

    首先，我要说的是，使ADC主时钟与呼吸调节/解调时钟同步并不是一个硬性和快速的要求。 但是，我们绝对强烈推荐它，以确保最佳性能。 我对第一次没有完全思考这一点表示歉意。 如果两者不同步，它仍然可以工作，但出于以下原因，我们很难量化预期性能。

    最初，我以为ADC会对上面蓝色显示的输入信号进行采样，显然，输入信号具有与呼吸调节频率同步的大量瞬变信号。 因此，我假定您必须使ADC采样频率(FMod= 128kHz)与呼吸调制频率(RESP_MOD = 32kHz或64kHz)同步，更重要的是，必须具有阻塞信号。 但是，在进一步考虑之后，ADC实际采样的是解调信号，如上图黑色所示。 ADC采样的信号更接近直流，只有在阻塞信号返回低电平后出现的小故障。 这些小的瞬变别名进入呼吸信号带宽的可能性(即 0.01 Hz至2 Hz)的问题要小得多。 即使这些异步故障确实是别名，但当信号在数字域中进一步过滤低通时，应删除大多数别名。

    也就是说，将外部呼吸调制时钟与ADC主时钟(从而使ADC调制器频率，FMod)同步是实现最佳性能的最佳方法。 外部主时钟的范围可以是485 kHz到562.5 kHz (CLK_DIV = 0)，也可以是1.94 MHz到2.25 MHz (CLK_DIV = 1)。 这将为您的RESP_MOD和阻塞信号提供适当的选择范围。 我前面的答案仍然正确-呼吸调节时钟和阻塞信号必须同步到允许的tBLKDLY规范内。

    我希望这一点现在更有意义，希望大家同意这种同步的做法。

    此致，

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    您好，Ryan：

    感谢您的详细回复。 我们配置了ADS1292R，以便时钟如下所示：

    外部调制时钟(GPIO1)= 64kHz

    阻塞信号(GPIO2)= 128kHz (多个占空比，用于测试不同的相位)

    主时钟(外部)= 512kHz

    所有信号在5ns内同步。

    在RESP_MODP和RESP_MODN引脚上测量时，我们看到正确的信号，但是，从ADC收到的结果不正确(与使用具有相同设置的内部调制时钟相比)。 这让我相信阻塞信号可能有问题。 有趣的是，如果我们运行调制时钟=32kHz和阻塞信号=64kHz，我们确实会看到预期的信号。 如果您对此有任何想法，请告诉我。

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    TI__Guru**** 1587505 points
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    您好，CCENT：

    感谢您的更新。

    在这些测试过程中如何配置RESP1和RESP2寄存器？ 我认为，使用外部呼吸信号(RESP1[0]=1)时，相位设置(RESP1[5:2])和呼吸频率设置(RESP2])会被忽略。 如果不正确，在64 kHz的调制时钟和128 kHz的阻塞信号运行时，是否可以尝试设置RESP2[2]=1？ 同时，我将尝试与设计师确认是否有必要这样做。

    此外，您尝试使用的阻塞信号的相位是多少？


    此致，

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    您好，Ryan：
    我们目前有RESP2[2]=1，并且没有看到预期的信号。 如上所述，调制器输出引脚上的信号看起来是正确的。 128kHz和50 % 占空比时的阻塞信号是否正确？
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    您好，CCENT：

    我认为这是正确的。 如果阻塞信号是调制频率和50 % 占空比的2倍，则应阻塞90度。

    我想知道信号路径中是否有太多的延迟，使90度的阻隔无法有效。 如果您的阻塞信号与调制和解调时钟同步，但与通道1输入中看到的调制信号不同步，则其影响较小。 正如我在上一篇文章中提到的，阻塞信号可防止您对调制输入信号的开始进行解调，该信号包含不需要的R-C上升组件。 将解调时钟的相位与调制输入对齐实际上并不可行，因此阻塞是一种更简单的替代方案。 但是，如果输入调制信号包含显著延迟，则此阻塞的效果会降低，因此可能需要更多的阻塞时间。

    尝试将64 kHz调制时钟的阻隔增加到90度以上(它也可以通过32 kHz调制来改善结果)。 数据表的第59页给出了一些推荐的PGA增益，RESP_MOD频率和阻塞相组合，这些组合经验证明可提供最佳的噪声性能。

    此致，

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    您好，Ryan：

    感谢您的回复。 我们仍在尝试解决此问题。 我们认为我们已将其缩小至阻塞信号。 该部件使用外部 512kHz主时钟运行良好，当我们更改调制器时钟频率时，我们可以看到调制器上的正确输出。 但是，解调信号看起来不正确。 它与我们在相同频率和占空比下使用内部调制和阻塞信号运行零件时看到的情况非常不同。 我已经包括了我们的调制(64kHz)和阻隔(128kHz)信号的图像。 此示例显示阻塞信号的157度相位。 我们尝试了其他阶段，但没有成功。

    如有任何进一步的见解，我们将不胜感激。 谢谢！

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    您好，CCENT：

    感谢您的更新。

    昨天我在实验室里花了很多时间来研究这个问题。 希望我今天下午能为你们总结一下结果。 为了便于您参考，我使用ADS1298RECGFE-PDK，因为此EVM在执行此类测试时具有更大的灵活性。 呼吸功能基本相同。

    我在使用外部调制时钟和阻挡信号时确实注意到了一些不一致的地方-有时它和内部信号一样好，但有时它只是噪音。 在RESP_MOD =64 kHz的情况下阻止157度似乎会产生比90度更小的峰间波形，这使我相信我阻止了太多的调制输入波形。

    此致，
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    您好，Ryan：

    感谢您的关注-我期待您的发现。  

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    您好，CCENT：

    请原谅我的延迟。

    随附的Excel表格总结了使用ADS1298R进行呼吸测量的结果。 我首先使用内部主时钟将设备配置为使用内部呼吸和阻塞信号。 在RESP_MOD =64 kHz的情况下，阻塞信号的占空比发生变化，以产生从22.5 度到157.5 度的不同相位设置。 当然，主时钟保证是RESP_MOD和阻塞信号的整数倍数，在此情况下，所有内容都是同步的。

    为了进行比较，我在仍然使用内部主时钟的情况下，从外部提供了来自双输出函数发生器的RESP_MOD时钟和阻塞信号。 结果非常相似。 在这种情况下，内部主时钟不仅与外部RESP_MOD和阻塞信号是异步的，而且它们的频率也不再是彼此之间的整数倍数。 我看不到结果有什么重大差异。

    为了确认，我还尝试使用外部主时钟(与双输出函数发生器共享的10 MHz参考)，并调整了它与同步外部RESP_MOD和阻塞信号的相位关系。 我也发现这方面几乎没有任何关联。 我甚至能够匹配呼吸阻抗测量的数据表噪声规格。

    您使用什么作为ADS1292R的输入来评估呼吸性能？ 您是否还可以将您获得的结果与内部和外部呼吸信号进行总结以供比较？

    此时，快速呼叫也许是有意义的。 如果您想安排下周初的活动，请告诉我，我可以离线联系您。

    e2e.ti.com/.../ADS1298R_5F00_External-RESP_5F00_MOD-and-Blocking.xlsx

    此致，

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    您好，Ryan：

    感谢所有这些数据。 本周我们是否可以立即致电进一步讨论？