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[参考译文] DDC112：如何获得时间稳定性

admin
Guru**** 2519530 points
Other Parts Discussed in Thread: DDC112

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/1129630/ddc112-how-to-acquire-time-stability

器件型号：DDC112

各位专家、您好！

我对 DDC112Y 有一些疑问。 请回答这些问题吗？

[环境]在0.5秒内实现 CONV 反转的 AD 样本、Rang = 1、CLK = 10MHz、光电二极管(由 Hamamatsu Photonics 制作的 S6429-01)处于连续模式。

－如何获得时间稳定性

我的客户在 AIN 引脚连接了一个电阻为1Mohm 或330kOhm 的电阻器、而不是光电二极管(由 HPK 制成的 S6429-01)、以查看 ADC DDC112Y 的时间稳定性(1小时)。  但是、在这种情况下、测量结果的噪声要比连接光电二极管时大得多、并且无法评估 ADC 的稳定性。

是否无法查看 ADC 与电阻的时间稳定性？  假设电阻无用、可以应用什么类型的虚拟负载来评估时间稳定性？

- 输入端子开路、接地并使用电阻器接地时的输出

在客户的测量中、当 AIN 降至 GND 时、它变为 FFFF 的1048575。  当被打开时、它变为0、但是数据表 P23显示4096在0上输出。

当它被接地时、它是 FFFF、当它打开时、它是0是正确的吗？

此致、

太藤竹村

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    你好、Takemura San、

    感谢您的详细介绍。

    我是否可以提出一些问题以进行澄清并收集更多信息？

    Hamamatsu 是否建议为此光电二极管使用纯积分器电路？ 或者、他们是否建议将混合积分器与 TIA 结合使用？ DDC112是一款纯积分器器件。

    1.请说明"时间稳定性"是什么意思？ 它是否指测量的噪声或信号变化加班(例如1小时)？

    2.客户是否碰巧拥有/使用 DDC112评估套件/板(EVM)？

    3."我的客户将一个1Mohm 或330kOhm 的电阻连接到 AIN 引脚、而不是光电二极管(由 HPK 制成的 S6429-01)、以查看 ADC DDC112Y 的时间稳定性(1小时)。  但是、在这种情况下、测量结果的噪声要比连接光电二极管时大得多、并且无法评估 ADC 的稳定性。"

    注释：光电二极管本身已经是一个敏感器件、可能会由于其激励和相关变化而产生一些噪声。 如果目的/目标是首先了解 ADC 的性能和固有噪声、建议隔离/消除可能增加噪声的任何外部/外部源(例如光电二极管)。

    例如、不使用/连接任何外部信号源(例如 光电二极管)、客户可以直接或通过下拉电阻器将输入对地短路。 同样、客户的 GND 也需要在其设置/环境中保持干净。

    此外、客户是否已经尝试过数据表页面12~13和 EVM 用户指南页面21"测试模式"？


    4、我们也不知道客户是使用我们的 EVM 板还是自己的客户板进行测试？
    如果他们使用的是客户电路板、请确保客户电路板遵循数据表第25页的"部分 布局"中的指南、以及 第3页列出     的所有其他电源和基准电压要求基准和 电源要求。 和第11页的电压基准和/或图6。

    此外、客户是否在 CAPxA、CAPxB 引脚上添加了任何外部电容器？ 也可能影响噪声和稳定性。

    5."1048575 of FFF"是什么意思？ 而且、我在数据表 P23中看不到相关信息？ 请阐明/指定何时提及数字/值、 此类数字/值是指 ADC 代码(count)还是输入信号单元(电压、电流或电荷)？

    6、开路并不意味着它是 GND。 开路可能意味着开路、浮动、未知、高电压(取决于环境)、因此读取/测量可能是任何值。 如果 GND 是/表示 GND 或 GND 的路径(例如通过下拉电阻器)、则只有在 GND 干净的情况下、GND 才可能为 GND。

    谢谢。

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    您好！

    只需添加...

    我假设、为了实现时间稳定性、他们希望查看给定固定输入的输出如何随时间变化。 由于以下几个因素、这不是一个微不足道的测试：

    源(AIN)必须比我们想要测量的任何值更稳定。

    RANGE1是非常敏感的范围。 看起来它们也集成了0.5s (很长的时间)、因此我将使用更大的电阻器(20M)和更大的电压。 可能比小电压更容易找到/生成好的大电压。

    在一个小时内、用户必须注意其他影响、例如 PSRR (非常稳定的电源)和温度漂移(将其保持在温度控制环境中)

    如果只测量无输入时的稳定性是可以的、最好是断开输入(使其保持浮动)。 这样可以消除 AIN 源误差。

    它们应在屏蔽盒中进行测试、因为器件肯定非常敏感。

    如果它们将输入接地、则输入的小输入偏置电压将被"零"电阻器除以、并产生可使器件饱和的大电流。 因此、短接至 GND 不是一个好选择。

    除了输入寄生效应外、输入悬空基本上意味着零输入电流。 因此、它应提供大约4096的结果(不考虑偏移误差)

    正如 Chien 所说的、不确定我是否理解他们描述的输出值。

    此致、
    教育  

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    您好、Eduardo、ChienChung

    感谢您的回答。

    我将与您分享更多信息。   除此之外、我还想确认一些要点。

    1.请说明"时间稳定性"是什么意思？ 它是否指测量的噪声或信号变化加班(例如1小时)？

    =>客户 关心漂移现象、"时间稳定性"指的是漂移测量。

    他们正在调查漂移的原因、作为调查的一部分、他们正在研究 ADC 的"时间稳定性"(ADC 随时间变化的方式)。

    然而、由于噪声较大、目前"时间稳定性"的测量不成功。

    2.客户是否碰巧拥有/使用 DDC112评估套件/板(EVM)？

    =>他们使用自己的板、没有 TI 的 EVM。  

    3."我的客户连接了一个电阻器...

    =>在其时间稳定性测量中、它们使用不带光电二极管的1MOhm 或330kOhm 电阻器。

    ------------------------------

    我假设、为了实现时间稳定性、他们希望查看给定固定输入的输出如何随时间变化。

    =>这是对的。  

    RANGE1是非常敏感的范围。 看起来像他们……

    =>在 ADC 的时间稳定性测试中、正确的理解是、最好在 AIN 上连接一个非常大的电阻、例如20 MOhm、以稳定输入(使 AIN 导致的误差<< ADC 导致的误差)吗？

    如果它们将输入接地、则输入的小输入偏置电压将被"零"电阻器除以、并产生可使器件饱和的大电流。 因此、短接至 GND 不是一个好选择。

    =>了解 AIN 不应短接至 GND 以进行时间稳定性测量是否正确？ 此外、在正常使用时、未使用的输入引脚与 GND 短接是否存在任何问题？ (他们正在考虑将未使用的引脚作为处理方式、并参考其他 E2E)

    感谢你的帮助。

    此致、

    太藤竹村

  • 0
    TI__Guru**** 2519530 points
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    您好！

    "他们正在调查漂移的原因、作为调查的一部分、他们正在研究 ADC 的"时间稳定性"(ADC 随时间变化的方式)。"

    是的、这对于确定漂移的来源很重要？ 它是来自传感器/传感器还是物理刺激器本身、例如光子或颗粒？

     "目前、由于噪声较大、"时间稳定性"的测量不成功

    是的、漂移和噪声可能意味着不同的东西、需要以不同的方式处理/处理。 此外、噪声是否会影响您、取决于您的信号强度(幅度)。

    漂移、在了解根本原因后、可以通过基线修复器或通过方程式(希望是线性的)以数字方式对其进行补偿/校准。

    噪声、在了解根本原因、来源和频率后、它需要根据根本原因提供不同的解决方案？ 例如、是光学噪声、物理/机械噪声还是电气噪声？ 人们能否通过光学方法、物理/机械方法或电气模拟 和/或数字方法来降低/衰减/抑制噪声？    

    "他们使用自己的板、没有 TI 的 EVM。 "

    他们是否可以使用 TI 的 EVM 进行测试？

     

    谢谢

  • 0
    TI__Guru**** 2519530 points
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    大家好、Taito San、

    如果我是他们、我不会输入任何输入(开路、DNC)。 然后测量噪声。 它应在规格范围内。 如果情况并非如此、请先解决。 例如、他们的系统是否在屏蔽盒内？

    解决该问题后、如果仍然没有输入、则在监测温度和电源的同时长时间进行测量(或在理想情况下保持测量恒定)。

    如果它们可以测量接近 DS 值的值(最坏情况下为+/-0.7ppm 的 FSR/分钟)、则可以尝试更奇特的方法、例如在应用输入时进行测量。 但是、再说一次、该输入必须非常好。

    同样、DDC 输入不应短接至 GND。 对于电压输入、这是标准做法、但对于电流输入(DDC 的情况)、断开输入的标准做法是使其保持浮动、无论您是否使用它。 这是确保没有电流流入输入(至少来自外部)的最安全方法。

    此致、
    教育

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    您好、ChienChung、Edu

    感谢您的评论。

    根据您的意见、客户再次测量了"时间稳定性"。您能否就此测量给出您的意见？

    - 他们确保其电路板遵循数据表上的"布局"、"参考和电源要求"和"电压基准"、并且未发现任何违规行为。

    - 当在 CH1和 CH2输入开路的情况下进行测量时、没有像之前的测量那样的噪声(CH1和 CH2输入连接到电阻器上)、并且没有问题。

    此时 CH1将始终为0、CH2将约为2000并将发生时间漂移。

     (Q1) 为什么 CH1为"0"？

     (Q2) 时间漂移是在什么情况下发生的？ 您能否告诉我是否存在任何可能发生漂移的情况？

    - CH1和 CH2一小时的测量结果

    感谢你的帮助

    此致、

    太藤竹村

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    很抱歉太托山，我不明白，你说 CH1是“0”，但图片不是零，不是吗？

    在图片中、峰峰值噪声约为500个代码。 这看起来很像。 根据 DS、在范围1中、我们应该看到大约8个 rms 计数。 如果不是干净的、我不能相信这样一个精确的测量是正确的。 是否在屏蔽盒中安装了系统？

    如前所述、漂移可能来自极少的来源。 温度变化、电源电压变化和固有漂移(由于低频噪声、又称为闪烁)。 根据图像中的漂移幅度、我认为这是由温度或电源电压变化所致、而不是 DS 上给出的内在值。

    这两个器件是对称的、这看起来也有点有趣...

    但更奇怪的是、初始偏移值。 它应该接近4096。 根据器件的不同、可以获得高达600个偏移代码、但上面的图显示的结果似乎不止这些。

    BTW、他们使用的确切器件是什么？  

    此致、

    Eduardo

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    您好、Eduard、

    我在所附图像中出错、因此我将再次发送正确的信息。

    (1)通道1和2均开路时1小时的测量结果。

    (2)将光电二极管(由 HPK 制成的 S6429-01)连接到同一电路板、并且在光屏蔽状态下测量 PD 1小时时的测量结果。

    此致、

    太藤竹村

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    你好 、Takemura-San、

    我在这里只看到您发布的一个图。 此图是否包含/包含(1)和(2)测量 结果？ 还是缺少一个数字？

    Y 轴处的单位可能是多少？  它是 ADC 计数(代码)吗？

    如果是 ADC 计数、则1小时内的微小漂移与 Eduardo 的说法是一致的、"如上所述、漂移可能来自极少的来源。 温度变化、电源电压变化和固有漂移(由于低频噪声、又称为闪烁)。 从图像中的漂移幅度来看、我认为这是由温度或电源电压变化所致、而不是 DS 上给出的内在值。"

    您是否尝试 在相同的配置和设置下显示该值、但 Ch1和 Ch2读出不同的值？ 即、当两个通道都打开时、Ch1读出大约为0、而通道2读出大约为2000。

    使用的范围和集成时间是多少？

    VREF 、AVDD、DVDD 和 CLK 是什么 ？

    如果所有配置/设置都是相同的、但 Ch1和 Ch2的读数却非常不同。 下一步可能需要根据数据表图12、14和15等深入了解客户的数字通信时序图。

    谢谢

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    这是(2)的图像

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    你(们)好

    感谢您的快速评论。 我将补充这些信息。

    我在这里只看到您发布的一个图

    =>抱歉。 我没能粘贴另一张图片。  我再次附加了(2)的图片、因此请检查它。

    Y 轴处的单位可能是多少？  它是 ADC 计数(代码)吗？

    =>是的、 是的。

    此致、

    Taito Takemrua

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    您好！

    感谢您的观看。

    两个光电二极管是相同的、并且连接的极性还是偏置电压相同？

    同样、为了澄清-

    您是否尝试 在相同的配置和设置下显示该值、但 Ch1和 Ch2读出不同的值？ 也就是说、当两个通道都打开时、Ch1读取或稳定0 、而通道2读取的是2000左右？

    如果所有配置/设置都是相同的、但 Ch1和 Ch2的读数却非常不同。 下一步可能需要根据数据表图12、14和15等深入了解客户的数字通信时序图、以及他们如何对通道1数据进行解码？

     

    此外、我阅读以下内容-

    "

    客户是否碰巧拥有/使用 DDC112评估套件/板(EVM)？

    =>他们使用自己的板、没有 TI 的 EVM。  

    "

    我们可以建议他们购买/使用 EVM 吗？

    谢谢

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    要添加...  另外、请注意它们的设置是否在屏蔽框内、因为它们的峰峰值噪声看起来太大。

    谢谢、

    Eduardo

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    您好！
    由于我没有听到你的反馈，我相信我的建议回答了你的问题。
    我将关闭此帖子、如果您有任何待处理的问题、请随时将其发布在此处或打开新主题。
    谢谢、祝您愉快！

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    您好、Chienchun、

    感谢您的评论。 我跟进了客户的进度、看看情况如何。 不幸的是，问题似乎仍然存在。

    我将与您分享这些信息。 请就以下事项提出您的意见。

    (1)当它们升高 DCC112Y 的输入引脚桥臂并使数据远离图形时、ADC 漂移将消失。 此时 IN1和 IN2的 ADC 值约为4000、但值相差100至300。 数据表显示、当没有输入时、它将为4096、但 100和300之间是否存在差异？  

    (2) DCC112Y 可采用 PA 单位进行测量。 根据 DCC112Y 数据表说明、IN1和 IN2使用电路板模式上的 GND 进行保护。 IN1/IN2和 GND 之间是否会出现泄漏电流？ 该泄漏电流是否是漂移的原因？ 如果是这样、IN1/IN22和 GND 之间应间隔几毫米？

    此致、

    太藤竹村

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    你好、Takemura San、

    (1)请问" 当它们升高 DCC112Y 的输入引脚桥臂并将数据从模式中删除时"是什么意思？ "提出"是什么意思？"从模式中删除数据"是什么意思？

    除了输入寄生效应外、输入悬空基本上意味着零输入电流。 因此、它应提供大约4096的结果(不考虑偏移误差)

    关于(2)、请查看数据表第25、26页的布局指南-

    电源和接地

    和

    屏蔽模拟信号路径

    此外、客户可以查看 DDC112EVM 的 PCBA 光绘文件以获取布局参考-

    https://www.ti.com/product/DDC112#design-development

    并建议您查看 EVM 用户指南第24 ~41页中的 DDC112EVM 原理图设计

    https://www.ti.com/lit/ug/slau234a/slau234a.pdf?ts=1664375494529&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Ftool%252FDDC11XEVM-PDK

    同样、客户是否有 DCC112评估套件/板(EVM)？ 否则、指导和/或故障排除是一项挑战。

    谢谢。

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    TI__Guru**** 2519530 points
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    只需添加、

    对于 UK/YK 版本、偏移误差在范围5 (250pC)规格中为 FSR 的±200ppm (基本代码)和 FSR 的最大值±600ppm。 对于更敏感的范围、它可能更高。 因此、100或300的差异似乎在规格/合理范围内。

    IN1/IN2理论上与 GND 处于同一电位、因此它们之间没有电流流动。 这从根本上就是这样设计防护装置的原因。 IN1和 IN2不完全是 GND (请参阅 DS 上的直流偏置电压、输入 VOS 规格)。 更像几分毫伏、因此、我认为这不是泄漏的原因、即使 IN1/IN2非常接近 GND 也是如此。

    我建议与客户建立一个电话、以便一劳永逸地解决这个问题...

    此致、
    教育