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[参考译文] ADS5294:转换器输出中的异常非线性

Guru**** 1812520 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS5294
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/997083/ads5294-abnormal-non-linearity-in-the-converter-output

器件型号:ADS5294

尊敬的所有人:

我使用 ADS5294 ADC 对 ASIC 的输出进行采样。

我们需要对 ASIC 输出多路复用器(阶梯)生成的稳定直流电平进行采样

我们担心 ADC 的非线性。  

我将 ADC 连接到一个 Kintex7 FPGA、8个模拟输入中的一个连接到一个在 ADC 的全动态范围内摆动的斜坡发生器。  

我有一个真正的随机脉冲发生器、可触发 FPGA 对斜坡点进行采样并对其进行直方图。 通过这种方式、我应该生成白分布。

我希望得到一个完美的白分布、但我得到了这样的分布(具有服务器峰值)

 ADC 的每个通道的峰值位置不同。  

如果我重复此测试、在测试模式中启用数字斜坡发生器(而不对模拟信号进行采样)、我得到的是纯白谱。

ADC 的 INL 看起来会产生这些峰值、但对我来说、影响缝隙太大、无法接受;基线和峰值之间的计数差异约为15-20%。

我研究了信号形状。 我采样了一个在0和满量程之间滑动的斜坡波形。 我应用了移动平均法来降低噪声(第一幅图)、并计算了第一幅导数(第二幅图)及其滤波版本(第二幅图中为红色)、我看到导数不是线性的、有一些峰值、每个峰值对应直方图中的峰值

这是该 ADC 的正常行为、还是我们应该调查电路板上的任何问题?  

是否有任何方法可以降低这种影响? (不能进行硬件抖动)

谢谢你  

Andrea Abba

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    您好!

    感谢您与我们联系。 我正在处理这个问题。 与设计团队讨论、并将在第二天返回给您。

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    您好!

    我在数据表中检查了 ADC 的 INL。 如下所示。 我们对您的第一幅图没有完全了解。 什么是 x 轴和 y 轴?

    ADC 应该提供良好的性能。 您是否以任何方式检查了输入斜坡信号本身的性能? 我们怀疑输入信号本身可能会失真...

    此致

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    您好!
    在第一个图中、您具有:
    - Y 轴值在 x 轴上的出现次数
    - x 轴 LSB (在13位上、最后一位被丢弃)
    该图是在输入以全输入动态扫描时 ADC 输出的随机点峰值。 ADC 由单端到差分配置中使用的 LTC6405驱动
    第二个图显示了:
    - Y 轴 LSB
    - X 轴样本
     第三个图显示了:
    - y 轴 第二个图的推导(x[n]- x[n-1])
    - X 轴样本
    我不能保证真的很好、但我使用了两个不同的波形发生器、不同的模型和制造商进行了测试、并且在完全相同的位置获得了相同的结果、因此我可以排除这种影响是由发生器造成的。
    昨天、我找到了解决问题的部分方法、对于我的应用来说、这是很好的。 如果我将采样频率降低到20MHz、问题几乎消失了。 我要采样的信号每1us 变化一次、因此20MHz 对我来说已经足够了。 我使用80MHz 来对信号求平均值并降低噪声。  
    我认为、这种影响与采样频率有关、这一事实凸显了原因在于转换器内部。 我还测试了40MHz、其效果低于我在80MHz 时看到的效果、但相对于20MHz 而言、效果要高得多
    谢谢你
    Andrea
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    谢谢 Andrea ... 因此、我假设您现在已经找到了适合的解决方案。

    我们可以考虑这种行为和时钟灵敏度的一个原因可能与 ADC 驱动器有关。 驱动器容量似乎不够、因此当时钟频率降低时、有足够的时间稳定采样网络并解决问题。 将来、如果您想获得更高的采样速度支持、可以在输入端寻找更好的驱动器和采样毛刺脉冲滤波器。