[参考译文] ADS1262：运行不正常

您好 Stanislav、

您是否在初始化寄存器后尝试读回寄存器、以确保它们生效？ 看起来您是在选择脉冲转换模式、但上一屏幕截图中的 DRDY 脉冲似乎表明您处于连续转换模式(这是 ADC 的默认配置)。 请参阅 ADS1262数据表中的图9-42。

布莱恩

您好 Bryan、

是的、我已经检查了这个。 我还验证了 CPOL/CHA 设置的所有组合-器件在 Motorola 1/0或0/1模式下运行、我最终选择了与数据表中的图表最匹配的选项。

因此 ADC 应处于脉冲模式。 由于 START 信号是连续脉冲、因此它将持续进行转换。

脉冲模式的原因是我需要扫描通道(换句话说、在每次转换后更改多路复用器)。 这可以在连续模式下完成吗？

此外、我希望转换速率严格匹配为1kSPS/通道(如果我们对所有通道进行计数、则为10kSPS)、数据将在频域中进行处理。

Stanislav

您好 Stanislav、

在下面显示的第一个序列中、您似乎在开始高电平之后尝试读取数据、这会启动新的转换-这是正确的吗？

在第二个序列中、写入6个寄存器、然后立即发出 RDATA 命令-为什么？

我希望流程如下：

1. 使用一个多字节寄存器写入来初始化您的系统
2. 将 START 引脚拉至高电平
3. 等待 DRDY 变为低电平
4. 将 CS 拉至低电平
5. 发出 RDATA 命令+ 32个 SCLK 以时钟输出数据
6. 更改寄存器、例如 INPMUX (如果适用)
7. 将 CS 拉至高电平
8. 切换 START 引脚
9. 重复步骤3-7

从您发送的信息中不能清楚地看出这是您正在关注的过程。 您发送的屏幕截图似乎没有那么多。

布莱恩

您好 Bryan、

我将在明天详细介绍序列。

基本上、我的序列如下所示。 我初始化 SPI 外设、复位 ADC、发送配置。 然后、出于某种原因、控制权会转到 DRDY 中断。

现在、在发送 ADC 配置后、我初始化 PWM 发生器、它以所需的采样率输出50%占空比-连接后启动。

在 DRDY 中断例程中、我发出 RDATA、将数据发送到 PC、然后写入 INPMUX。 下一个 PWM 发生器周期应开始下一个转换。

Stanislav

您好 Bryan、

嗯、在快速启动时、ADC 就像死区一样。 无转换，无 DRDY……

在启动上升沿~260ns 后的缓慢启动情况下、我得到 DRDY 上升沿。 然后 MCU 读取"数据"(始终为零)并更改多路复用器。

我对这些转换速度有点失落。 ADC 的额定值为38.4ksps。。。那么、现在您说我无法在10个通道上获得1ksps、还是无法获得10ksps 的总采样率？

好主意、我还将启用状态字节。

Stanislav

好的、在传输 RDATA 命令时、在 MISO 上传输的字节已更改。 它是0x7E、现在是0x46。 这就是所有东西、再说一次、全为零-我已经激活了 CRC。

确实、在尝试探测数据线时、我在器件通电时发生了一些短路。 我不怀疑 MCU 是否损坏。 但是、对于 ADC 、它似乎已损坏-您认为什么？

Stanislav

您好 Stanislav、

您是否尝试按照我的建议读取数据？ 最后一个屏幕截图显示了在拉高启动电平和 DRDY 变为高电平后读取数据。 我希望数据在 DRDY 变为低电平后立即输出时钟。

我假设 ADC 可能已损坏、但由于您在 DOUT 线路上获取数据、并且 DRDY 正在切换、ADC 通信处于活动状态、至少其中一些正在工作。

在上一个屏幕截图中、您是否同时启用了状态字节和 CRC？ 当数据为0x7E 时、前一图像中的状态字节是否启用？

您能否确认数据在 SCLK 的下降沿随时钟输出？ 我无法从屏幕截图中得知。

您可以共享原理图吗？ 也许有一个模拟问题导致数字无法正常工作。

布莱恩

您好 Bryan、

您是否假设我在 DRDY 的错误边缘读取数据？ 我可以 尝试将其反相。

我已经对旧的 ADC 进行了去焊、因此我将在明天尝试对新的 ADC 进行进一步的实验。

起初、我同时禁用了状态和 CRC (这是0x7E)。 然后我启用了这两个寄存器(使用 CRC 模式)、这将提供0x46。 但我们将讨论在传输 RDATA 命令时传输的字节。 如果我了解数据表、这还不是状态字节。

正如我说过的、我已经检查了 CPOL/CCPHA 设置。 我相信您正在谈论这一点。

e2e.ti.com/.../2804.tenso_2D00_mother.pdf

Stanislav

您好 Stanislav、

我在原理图中注意到的一点是、您具有用于模拟(AGND)和数字(GND)接地的单独接地网。 这些单独的接地层、还是接地层中存在分裂？ 理想情况下、应为所有接地节点(可能的接地节点除外)提供一个实心接地层。 这肯定会导致通信问题。

您是否曾尝试使用连续转换模式并只是保持启动高电平？ 然后、只要 DRDY 变为低电平、就会发出 RDATA 命令、时钟输出数据并发送 WREG 命令以更改 MUX。 根据寄存器映射(如下所示)、一旦写入某些寄存器(包括设置增益、数据速率和输入多路复用器选择的寄存器)、ADC 就会自动重新启动处理中的转换。 因此、您根本无需切换启动、因为不清楚此切换实际上起作用(似乎是快速切换不起作用)。 尝试这种运行模式、看看会发生什么情况。

您还可以尝试回读一些内部监视器、例如 AVDD、以防输入信号发生变化。 由于 AVDD 回读是内部连接、因此只要通信时序正确且 ADC 电源有效、它就应该起作用。

某些 MCU 并不总是与 SPI 外设的设计方式一致。 因此、我们所说的 SPI 模式01在 MCU 上可能是00。 我要做的是确保无论您的 SPI 模式如何、数据都锁定在 SCLK 的下降沿。

布莱恩

您好 Bryan、

我有用于模拟/数字部件的单独接地平面。 它们在电源输入连接器附近短接在一起。 域拆分后、有电压稳压器(一个用于数字稳压器、一个用于模拟稳压器)。

我也可以尝试一下。 但是、具有一些良好的采样率值(例如1kSPS、1024SPS ...)将是有利的。

总之、我已经尝试了所有四种模式、其中两种模式实际上是正常工作的。

Stanislav

您好 Stanislav、

假设：

我现在可以帮助您解决某个具体问题吗？ 您是否正在尝试使其在其他模式下工作？ 我觉得这个制度在任何情况下都不能运作，但似乎并非如此。 因此、如果您确实需要进一步的帮助、请告诉我什么是有效的、什么是无效的、我将为您的未决问题提供支持

布莱恩

我是说、在两种模式下、SPI 连接完全死区(严重不匹配)。 在两种模式下、行为与我们讨论的逻辑分析仪读数相同。

好的、明天我将尝试更换 ADC 后发生的变化。 我还将尝试连续转换模式。

Stanislav

您好 Stanislav、

听起来不错、请发布您的结果、然后我们将尝试确定发生了什么情况

我要说、分离的接地层会导致这些问题、因为平面之间可能存在接地反弹或接地电势、从而导致 SPI 通信失败。 遗憾的是、没有电路板运转、解决此问题的好方法是没有的。 只是需要记住的一点。

布莱恩

您好 Bryan、

脉冲模式、20Hz 启动、工作正常。 我正在获取0x7FFFFFFF。 我曾预料到一些噪声、但我可以相信这是转换结果。

脉冲模式、10kHz 启动、空闲。

连续模式下、我的总体采样率大约为2.5kSPS。 这远低于我所需的采样率。

现在、我的最后一个问题、为什么我得到最大值 2.5kSPS、数据表中显示38.4kSPS？ 我对 MAX11254也是如此-它们都是多路复用 ADC。

Stanislav

您好 Stanislav、

您能否解释一下您如何确定2.5kSPS 数据速率？ 我本来希望速度快~2倍。 您是否在测量 DRDY 脉冲之间的时间？

如果您还没有这样做、那么您应该能够在读取数据之前先切换多路复用器。 因此、一旦 DRDY 降至低电平、发送 WREG 命令以切换多路复用器、然后立即发出 RDATA 命令。 输出数据将从数据保存寄存器中读取(直到下一次 DRDY 下降到低电平、此时数据将被覆盖)。 这可能会略微加快数据读取速度。

您遇到的延迟是多路复用 ADC 和数字滤波器处理信息的方式的产物。 遗憾的是、我们无法对此采取任何措施。 每次切换多路复用器时、数字滤波器都会发生阶跃变化、需要再次"填充"、从而需要表9-13中提到的延迟时间。

这可以通过使用同步采样 ADC (如 ADS131A04)或多个 ADC (如2个 ADS1262)来避免。

布莱恩

您好 Bryan、

是的、我计算了 DRDY 下降沿之间的时间。

现在我了解了。 我不喜欢这种情况下的多路复用 ADC。

感谢你能抽出时间。

Stanislav

您好 Bryan、

我目前不需要其他支持。 如果稍后需要、我会告诉您。

再次感谢您的观看。

Stanislav

您好 Bryan Lizon86、

好的、下一层。 我将 ADS1262配置为连续模式。 在 DRDY 下降沿、我读取数据并写入 INPMUX (如果我交换这两个操作、则无变化)。 发生"魔术"时、我连接了加载单元、但我读取了0x00000000。 绝对无噪声、无偏置、...nothing。 我已经检查了进入 ADC 输入的电压、它不是那么稳定。

如果我发出 RREG 命令、我将获得正确的值。 如果我更改为脉冲模式、我只获得一个转换结果。 SPI 确实可以正常工作。

Stanislav

您好 Stanislav、

感谢您分享这些附加信息。

您能否总结一下您目前需要帮助解决的问题？ 我们已经交换了很多信息、因此我只想清楚我如何为您提供支持。

我相信、当您读回数据时、您仍然会从 ADC 获得全零-这是正确的吗？ 如果是、您是否曾尝试读取过任何内部监控通道、例如 AVDD、DVDD、内部温度传感器等、以查看这是否会产生有效结果？ 您还可以尝试将 ADC 输入短接在一起、并尝试反向测量 ADC 噪声。 这应该与表8-1中看到的值相匹配。

如果您在所有情况下都没有从 ADC 中获取任何内容、那么接地平面仍然可能存在问题。 或者、在测试过程中 ADC 可能会损坏。 请告诉我。

布莱恩

您好 Bryan、

没错。 目前、问题是读数全为零。 我还没有尝试过这些渠道。

接地平面、您谈论的是什么问题？ AFAIK、独立的数字/模拟电源域被广泛用于增强模拟性能(将数字噪声与模拟电路隔离)。

同样、我在单点短接 AGND 和 DGND。 此外、AVDD 和 DVDD 均源自相同的电源、但它们在稳压器之前是分离的。

Stanislav

您好 Stanislav、

请参阅以下有关接地层的快速常见问题解答： https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/755516/faq-pcb-layout-guidelines-and-grounding-recommendations-for-high-resolution-adcs

布莱恩

您好 Bryan、

对于我尝试过的每个多路复用器配置、第一次读取的结果都是零。 然后我得到合理的值。 但是、一旦我更改多路复用器、第一次读取的值同样为零。 这是 ADC 的一些属性吗？

我可以丢弃第一个结果、但这将使采样率减半。

Stanislav

您好 Stanislav、

假设 SPI 通信正确、则不必丢弃第一个数据。

您能否从逻辑分析仪发送完整的数据传输？ 这是您发送的第一条命令、DRDY 变为高电平、DRDY 变为低电平、数据回读、其中数据全部为零、然后是数据有效的下一个事务。 我只想确保所有时间等都得到满足。

布莱恩

您好 Bryan、

我已经对连接到 SPI 接口的导线进行了去焊、我不希望再次焊接它们(主要是为了避免短路和 ADC 损坏)。 我一定会尽快尝试的、是从 ISR 切换某些 MCU 引脚。 我觉得从 DRDY 测量的采样率与 PC 上的传入数据包速率不匹配。 这可能 是由 MCU 内部的 DRDY 误识别导致的。

Stanislav

您好 Stanislav、

如果问题太大、则没关系。 也许只要知道不应该发生这种情况就足够了、这样您就可以跟踪根本原因。

在极少数情况下、读回的数据应为全零(可能在加电之后、但在初始化之前)。 数据保存寄存器中的信息应该一直保存在那里、直到被新数据覆盖、并且很难测量一个完全是0x00000000的32位值。 因此、您可能需要检查在您第一次发送 RDATA 命令时(当您得到全0时)、ADC 是否实际识别 RDATA 命令。 更有意义的是、在此期间 DOUT 上没有任何内容、因此您会看到零、而0x00000000是实际存储在数据保存寄存器中的值。

布莱恩

您好 Bryan、

下面是 LA 记录。 如果我在每次采样后更改 MUX、我将得到零。 然后我删除了多路复用器更改、很遗憾我无法重现有效结果。 我得到了0x7FFFFFFF 以及 DRDY 上的一些干扰-它们可能在 LA 探针上。

您是否愿意在计算机上安装 Sigrok 的 Pulseview？ 然后、您可以直接打开 LA 录制文件。

e2e.ti.com/.../LA.zip

Stanislav

您好 Stanislav、

SCLK 在您刚刚发送的图像中处于高怠速状态。 这不是 ADS1262的正确 SPI 模式。 SCLK 应该为低电平空闲

布莱恩

您好 Bryan、

你是对的。 我必须在某个时候切换它。 但不幸的是、它只是一半的解决方案。

在只有单个通道处于活动状态的情况下、它正在工作。 我不理解的是 RDATA 之前 DRDY 上的短脉冲。

启动时、第一个 RDATA 命令不具有该脉冲。 那么它总是会出现。

然后我添加 WREG INPMUX 命令、没有其他更改。 在 RDATA 命令上、我获取0x00000000。

WREG 命令期间 MISO 上的数据和 RDATA 命令的操作码字节看起来可能是转换结果。 是否使用了不完整的 RDATA 序列？

DRDY 上的这些附加脉冲消失。

Stanislav

您好 Stanislav、

我假设这些短 DRDY 脉冲表示数据已准备好随时钟移出。 这与 ADS1262数据表中的图9-42相匹配。 当 DRDY 发生类似的脉冲时、是否有任何原因不发送 RDATA 命令？ 您也不会在 DRDY 首次下降到低电平时发送 RDATA 命令(请参阅下图)。 您应该查找 DRDY 从高电平转换为低电平的任何实例、然后发送 RDATA 命令。 我不清楚如何确定何时适合发送 RDATA 命令。

布莱恩

您好 Bryan、

我使用中断控制器来实现这一目的。 现在我还尝试了轮询模式-我记得 DRDY 线路的最后已知状态、并查找下降沿。

这两种方式都不起作用、我始终获取0x00s。 唯一有效的是保持 MUX 配置、直到我获得非零样本。 通过这种方法、我能够在脉冲转换模式下获得稳定的~256SPS (在每个通道上)。

当我错过样片时、ADC 应该如何工作？ 但是、在任何中断/标志线路上、我都希望信号在 活动状态下保持固定时间-这是单输入情况。 在我的多通道场景中、该模式失真-我不知道这意味着什么。

Stanislav

您好 Stanislav、

您能否先尝试计时数据、然后发出 WREG 命令以更改多路复用器？

此外、START 引脚在此期间会执行什么操作？ 您只是将其保持在高位吗？ 似乎您可能处于脉冲转换模式、但我想您在连续转换模式下只需保持启动高电平更有意义。 WREG 命令会自动重新启动转换、因此您不必担心一个引脚

布莱恩

您好 Bryan、

我明天可以尝试一下、希望它能有所改变。

我已经尝试了连续转换模式、同时将 START 保持在高电平或低电平。 除了0x00s 的问题外、采样率也有点不稳定。 因此、我仍然更喜欢脉冲转换模式、在该模式下、我可以施加精确的信号来启动。

Stanislav

您好 Stanislav、

了解了使用脉冲转换模式的愿望。 如果这对您有效、那么它肯定是可以接受的。

让我知道明天会发生什么。

布莱恩

您好 Bryan、

我意识到、我已经有了第一个 RDATA、然后是 WREG INPMUX。 有趣的是、我只评论了行：

if (AdcSample！= 0x00000000)

它开始工作。 另一件事是、样本仍然存在怪异的东西。 启动时、它们在0x7FFFFFFF 处保持稳定。 当我短接单通道(inv 与 inv)时、 所有通道跳转到0x20000000左右。 然后、它们缓慢接近0x7FFFFFFF (有一些噪声)并在那里停止。

如何产生如此强的串扰？ 或者发生什么事了？

我将在某个时候查看它、但我首先需要在某个位置安装测压元件。

更新了：当我实际连接称重传感器时、不会出现串扰。

Stanislav

您好 Stanislav、

感谢您的更新。 对于无偏置通道、它们很可能会浮动到其中一个电源、这似乎是您连接称重传感器之前发生的情况。

其他所有功能现在都能正常工作吗？ 您的问题是否已解决？

布莱恩

您好 Bryan、

是的、现在一切似乎都正常。 非常感谢您的所有支持。

在以机械方式卸载称重传感器的情况下、我得到了相当低的噪声水平。 我还可以看到几乎正好为50Hz (电力线)时的小峰值。

在将称重传感器连接到振动发生器(带有励磁元件的电机)的情况下、我可以看到频率下的高峰值很强、我认为这与电机转速相匹配。

Stanislav