您好!
我正在高速超声波数据采集系统中使用德州仪器 AFE5803。 在最初研究数据表时、我看到了 Avering_enable 选项、该选项允许自动对两个通道上的输入进行平均、从而增加 SNR。 我将此功能设计到 PCB 中、这样我们来自压电式传感器的输入信号就会拆分并路由到 AFE5803上的两个单独输入通道中。 (具体而言、我将其路由到通道5和6。 根据数据表的第26页、这意味着信号从通道5传出。)
在固件中、我编写了相应的代码来配置 AFE5803寄存器。 除了我在测量的正弦信号中看到极高的抖动/尖峰之外、其他东西主要是可行的。 请参见下图、该图放大了信号的一小部分以显示详细信息:
在上面的图中、Y 轴是 ADC 单位;X 轴是样本数。 因此、X 轴的一个单位对应于 ADC 采样频率中的一个时间单位(在本例中为24MS/s)。 "尖峰"是离散时间点。 这不是数据绘制或可视化方式的伪影。 软件中不进行后处理;这只是绘制 ADC 采样的"原始"数据。
这应该是一个平滑的正弦信号。 然而、在这里、它混合了如此高频噪声、以至于它看起来几乎"模糊"。
我最初将此问题归咎于电路设计中的缺陷。 但是、根据一位同事的建议、我进一步挖掘了这种"尖"噪声。 FFT 显示、信号的一个特别"尖"子段中的主要频率约为12MHz、即为24MHz 采样频率的一半。 这大约比所测量信号的频率大两个数量级(在数百 kHz 范围内)。 此外、"尖峰"模式的明显周期性表明、它是一种数字伪影、而不是模拟伪影。
我很惊讶地看到、当我关闭 AFE5803的平均值计算(通过将寄存器2的位11设置为0)时、信号中的这种"尖峰"几乎消失了:
当然、信号中仍然存在一些噪声、但这是低得多的频率噪声(kHz 范围、而不是 MHz 范围)、大概来自开关电源或其他组件。
在使用 AFE5803或相关 TI AFE 的内置通道平均值计算时、有人以前见过类似的情况吗? 这是一种非常奇怪的行为、我对此没有解释。 所有寄存器配置和代码看起来都正确。 在我看来、这就像在 IC 上实现数字平均时出现的一个错误。 如果有任何想法或建议、我将不胜感激!