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[参考译文] ADS1262:ADS1262同步

Guru**** 2387830 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1262, REF6050, ADS1274
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/641919/ads1262-ads1262-synchronization

部件号:ADS1262
主题中讨论的其他部件: REF5050REF6050ADS1274

您好,

我是Idan,是以色列航空工业(IAI)的电子工程师。

 在我的应用中,我需要测量全差动3V模拟输入,至少24个有效位。 此外,我需要同时对三个ADC输入进行采样,因为它具有几个类似的卡(也有3个用于蚀刻卡的轴- 3个分离ADC连接到蚀刻卡上的同一FPGA -我没有问题将SPI处理到三个独立固件)。 为此,我曾考虑使用ADS1262 32位,Precision,38kSPS (我将使用~10sps)模数转换器(ADC),但为了实现此目的,我需要您回答以下有关通道之间和卡之间同步的问题:

  1. 如何同步同一卡上的3个独立ADC? 可能使用相同的时钟参考? (考虑相同的FPGA…)
  2. 如何在多个独立卡之间同步?

谢谢!

Idan

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    您好Idan,

    当然,我很乐意帮助您回答这些问题!
     

    首先,要同步多个ADC,需要对所有ADC使用同步时钟。
    理想情况下,您希望将单个时钟源路由到所有ADC (在同一张卡上或在不同的卡上)。 使用多个时钟源时,始终存在时钟抖动和漂移的可能性,从而导致时钟(以及ADC)不同步。此外,为了避免ADC之间时钟相位的差异, 您需要尝试匹配来自信号源的时钟信号的轨迹长度。

    其次,您需要向所有ADC同时发出启动命令,以确保ADC在相同时钟周期内开始转换。
    这可以通过硬件(使用起始引脚)或软件(发送Start1 SPI命令)来完成。 对于硬件启动命令,您需要尝试匹配启动信号轨迹长度。 对于Start1 SPI命令,您需要让所有FPGA同时发出此命令,这可能很难做到,因此我可能会建议使用启动 硬件引脚。

    要在多个卡之间同步ADC,您可能需要考虑使用中央时钟源和起始引脚的GPIO控制(从主板路由到每个卡),以避免每个卡上可能出现的延迟差异。

    其他注意事项:

    要测量高达3V和大于3V的差分信号并获得24位的有效分辨率,您需要使用低噪声外部参考源。 我会考虑REF6050 (或任何REF6x50设备)或REF5050。 请记住,使用较高的数据速率时,ADC的噪声性能会降低。 此外,参考噪声将是非零输入信号的一个考虑因素,而非零输入信号是指定ADS1262噪声性能的地方(因此仅指定ADC的噪声性能)。 参考源的RMS噪声将添加到ADC的RMS噪声中,如下所示:

    总噪声= sqrt ([ADC噪声RMS ]^2+([%FS]*[REF噪声RMS])^2)

    其中 [%FS]是一个倍数,它根据输入sigal与ADC的FS范围相比的大程度来调整参考噪声。 在100 % FS时,此倍数将为"1",表示所有参考噪声都将产生影响。

    要计算参考噪声RMS,您需要了解参考源的近似噪声密度以及ADS1262在10 SPS时为您选择的特定SINCx滤波器提供的有效滤波带宽。 有关确定这些值的帮助,请参阅此Excel工具:  

    此致,
    Chris

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    您好,

    首先,感谢您快速,详细的回复!

    你说为了同步多个ADC,我需要对所有ADC使用同步时钟-单主时钟。 我不明白为什么… 西格玛增量ADC需要时钟(对于7.3728 ADS1262,为fclk=ADSMHz)来提取调制频率,以便进行正确和准确的转换(FMOD=Fclk/8=921.6kHz)。 如果时钟有100ppm漂移-我不认为这会影响我的读数,因为最大偏差将只有一个Fclk周期(或最大Fmod),直到调制器将采样输入数据的下一个上升边缘时钟,对吗? 换言之,我的说法是,如果我将两个带有 外部正弦波的独立ADC完全驱动,即使几天后它们之间也不会有相位偏差,对吗?

    如果不是…

    仅关注一个卡(三个不同 的ADS1262 ADC路由到同一个FPGA)时,我是否可以在  路由到所有三个ADC的单时钟源配置中使用ADS1262器件? 源与ADC之间的最大距离是多少? 在“布局指南”一节中,特别建议将晶体和负载能力直接放在ADC引脚上,而在单时钟配置中工作时无法做到这一点… 在将单时钟源用于多个ADC时,我需要注意哪些最重要的参数? (最大电容,线路迹线的长度(可能会因ADC之间的物理距离而有所不同,对吗?),主时钟驱动功能等…   

    此外,例如在ADC1274中(我的第二个ADC选择…) 我可以使用同步操作引脚(活动低电平)在ADC之间同步,因为它将重置数字滤波器计数器和数据。 我可以说我可以对 ADS1262 重置引脚执行同样的操作吗?   

    非常感谢,

    Idan        

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    您好Idan,

    如果让ADC稍微脱离同步不是问题,那么您肯定可以放松时钟要求。 通过同时将起始引脚切换至所有ADC,您始终可以使其恢复到相当同步的状态。 同时重新启动转换时,所有三个ADC都将在1个fclk周期内同步到。 根据时钟源之间存在的时钟漂移量,您需要每隔一段时间重新同步ADC,以使它们恢复到这种相当同步的状态。 对于低频输入信号,如果时钟源为stable...because,您可能看不到太多(如果有)相移。输入信号被过采样并取平均值,ADC之间可能需要大量的fclk才能影响结果。

    在大多数应用中,重新同步ADS1262及其低延迟滤波器(1-4个转换周期的稳定延迟)可能不是什么问题。 对于具有宽带宽滤波器的ADS1274,其稳定时间要长得多(约78个转换周期),如果要保持连续的数据“流”,则问题可能更大。

    如果您确实决定将单个时钟源路由到所有三个ADC,您可能需要尝试:

    • 仍然尽可能缩短这些轨迹(以避免传输线效应)
    • 在路由这些跟踪时避免使用通孔(或将通孔保持在最小)
    • 确保这些迹线在(不中断的)地面层上方布设
    • 规划传输线路阻抗匹配...我通常使用反向匹配(在源引脚附近放置一个~50欧姆系列电阻)来吸收任何信号反射(假设轨迹大小为50欧姆特性阻抗)。

    所有这些准则都将有助于降低寄生电感并提高时钟信号的信号完整性。

    这是否回答了您的问题?

    此致,
    Chris


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