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[参考译文] ADS127L01:

Guru**** 2391415 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS127L01

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/1003267/ads127l01

器件型号:ADS127L01

我们在相同的 CLK 信号上运行其中三个 ADC 彼此同步。 图1显示了每个 ADC 的布线方式(它们都是相同的)。 ADC 的奇怪间歇性读数是我开始这项调查的原因。 有时、其中一个 ADC 会产生一个我不会看到的读数。 在我的整个调查中、我发现 ADC 的 DRDY 引脚"不同步"。 我的意思是说、每个 ADC 的 DRDY 线路将同时变为低电平、并按其应有的方式进行同步(图2)、直至触发它们彼此之间变为低电平大约80ns。 然后、触发再次发生、并且现在间隔为120ns (此处实际时间增量并不重要、只是 DRDY 线不同步)。 这一过程会重复、DRDY 线路彼此之间的距离会越远。 图3显示了来自两个 ADC 的 DRDY 信号不同步。

我发现的以及我和我的团队认为"不同步触发器"是 VREFP 线路上的瞬态电压尖峰/下降。 它持续约100ns、基准电压尖峰超过芯片的最大电压限值、并且也会下降到相当低的值。 图4是该 VREF 瞬态的一个示例。 我们目前正在尝试摆脱这种瞬态、但我仍然想了解您的芯片及其同步问题、以了解我的理论是否真实。

*我们电路中的 VREFP 电压为2.5V、瞬态尖峰高达几乎4V。 根据数据表、VREFP 线路上的最大电压为3.3V。 这种违规行为是否会导致 ADC 失去同步?

*瞬态也会将 VREF 电压降至接近1V、这是否会导致 ADC 以某种方式复位、从而失去同步?

*这些奇怪的读数是否是数据表第8.3.5节中超出范围的系统监控器的症状、而不是同步丢失?


无论这种不同步事件的原因是什么、我都找到了一个带有软件的"带辅助"解决方案。 通过定期将所有3个 ADC 的 START 引脚置于低电平、然后再次置于高电平、DRDY 信号会进行同步恢复。 不同步触发事件仍会发生、DRDY 信号仍会定期从该事件中退出同步、但它们会在出现任何问题之前快退到同步中。 此解决方案是通过阅读数据表的第8.4.3节找到的、我确保表13满足计时要求 tw (STL)。

借助这种带辅助功能、ADC 可以运行数小时、而不会产生任何奇怪的读数。 到目前为止,我还没有看到任何奇怪的读数。

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    你好 Jonas、

    欢迎访问 TI E2E 社区!

    关于您的第一个问题、是的、这是可能的。  超过 REFP 引脚上的最大输入电压可能会导致数字逻辑故障、但这实际上取决于瞬态导致的强制进入引脚的电流大小。  内部 ESD 二极管将导通、并将大部分电流路由到 AVDD 电源引脚、但如果强制通过内部 ESD 二极管的电流足够大、则某些电流可能会在 IC 内部找到另一条路径、这可能会导致内部逻辑干扰。

    对于第二个问题、只要基准电压在电源轨内(大于0V 或小于 AVDD)、除了基准输入上的噪声出现在转换读数中之外、您将不会在器件运行中看到任何毛刺脉冲。

    如果输入超出范围、只要输入电压和基准电压保持在电源轨内、您就不会看到数字功能存在任何问题、包括同步。

    查看您的原理图、我看到您对模拟和数字接地使用了两个不同的接地符号。  ADS127L01上的接地引脚连接到器件附近的同一接地平面非常重要。  如果这些引脚连接到几厘米远的单独接地平面、则肯定会导致器件行为出现毛刺脉冲。  瞬态会在模拟平面和接地平面之间产生几百 mV 的瞬态、这种情况并不少见、如果这超过 ADS127L01的绝对最大电平+/-300mV、则可能会在器件运行过程中出现间断。

    建议使用 START 引脚重新建立同步。 由于您看到/DRDY 引脚之间的时序跳变是固定的、因此 ADC 输入 CLK 引脚可能 会计时一些 ADC 上的瞬态噪声、这会导致同步丢失。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    Keith、

    感谢您的详细回答。 我和我的团队正在以不同的理由测试您的意见、因为我们绝对违反了"几厘米远"规则。 显然、这是硬件设计人员深思熟虑并讨论的决定、但这似乎是我们从这种情况中遇到的第一个症状。  

    借助我们的电流电路设计、短接每个器件附近的两个接地平面并不容易。 正如我之前提到的、我们有三个 ADC、每个都位于一个小电路板上、该电路板可插入主电路板(在其中连接了 AGND 和 DGND 平面)、我们还有许多其他具有类似要求的 ADC 和 DAC。 我们显然需要满足此标准、ADC 才能正常工作、但我们的模拟和数字接地连接在一个位置是有原因的。

    当您的设计在小型电路板上有多个 ADC 和 DAC 时、您是否有任何通用指南来最好地满足"距离不超过几厘米"的规则?

    最棒的

    Jonas

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    你好 Jonas、

    通常、对于 ADC 评估板、我们通常使用单个接地平面并对 ADC 周围的组件进行分区、以避免数字电流与 模拟电流穿过接地平面的相同部分。  正如您正确指出的那样、在同一电路板或同一系统中使用多个数据转换器时、这会变得更加复杂。  通常、如果电路板上有单独的模拟和数字接地平面、则应将 ADC 上的 AGND 和 DGND 引脚视为模拟接地、并将两者连接到模拟接地平面。  在这种情况下、一些数字电流将在模拟接地中流动、但它仅是 ADC 的数字电流、远低于电路板处理器部分的数字电流。

    请查看此 e2e 帖子、该帖子会更详细地介绍此主题。

    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

    此致、
    Keith