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[参考译文] ADS8681:转换值中出现间歇性错误

Guru**** 2392095 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8681, ADS8661, ADS8866, OPA320

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/1000736/ads8681-intermittent-errors-in-conversion-values

器件型号:ADS8681
主题中讨论的其他器件: ADS8661ADS8866OPA320

我使用 ADS8681 ADC 以高达1MHz 的可变采样率捕获16位样本。 它由使用单个 SPI 通道的 Raspberry Pi Pico 微控制器控制、但捕获的转换值似乎经常出现间歇性错误。 请参阅随附的示波器输出以了解相关示例。 无论使用的信号发生器、测试信号的频率/振幅或采样率如何、都会发生这种情况。

我构建的原始原型板使用 ADS8661 12位 ADC、但转换值没有错误、效果良好。 然后、我制作了另一个电路板、该电路板包含同一电路的两个独立通道(请参阅随附的原理图)、但12位 ADS8661交换用于 16位 ADS8681。 除了转换值中存在的这些误差之外、新电路板按预期工作、这两个通道都存在转换值误差。 我没有测量电源轨或 SPI 信号线路中的任何过量噪声。

要查看这是否是由于新电路板出现故障所致、我只需将旧原型电路板上的 ADS8661换成 ADS8681、但发现这也导致了同样的错误开始出现在该电路板上。 在交换回12位 ADC 后、错误消失。

从我在这些 IC 的相应数据表中可以看到、  在采样频率< 1MHz 时、它们之间似乎没有任何功能差异(位数除外)。 我在这里所做的假设是正确的吗? 或者所附的原理图是否不适合与 ADS8681配合使用?

如果能在这一问题上提供任何帮助,将不胜感激。

Luke

  • 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。

    您好、Luke、

    在您展示的电路之前是否使用过任何放大器? 您使用50欧姆 R31的目的是什么?

    您的时序显示您正在应用10kHz (0.1ms 周期时间)正弦波信号、ADS8681/ADS8661具有15kHz BW 内部 LPF、因此您的信号 可能会失真。 但是、我需要更多信息来确定导致上述波形的原因。

    我建议:

    1.向 ADC 施加精密直流信号(例如3V)、使用示波 器共享您的原始数据和时序捕获、以实现 SCLK、CONVST、SDI 和 SDO。

    2、检查1kHz 频率的正弦波信号、共享原始数据、并 使用示波器检查 AIN_P 上的信号。

    此致、

    戴尔

  • 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。

    您好 Dale、

    感谢您的回复。

    电路之前没有使用放大器、而50欧姆电阻器用于阻抗匹配、因为该电路旨在用作50欧姆系统的一部分。 我还尝试移除了这个电阻器、但它没有产生任何影响。

    1.我尝试向 ADC 施加1V 直流信号、ADC 范围设置为+/- 2.5V。 这些干扰仍然存在、 有关转换数据、请参阅下面的内容。 遗憾的是、我无法使用目前可用的设备捕获数据信号(SCLK、CONVST、SDI、SDO)。

    [0xb30d, 0xb308, 0xb30c, 0xb312, 0xb305, 0xb32b, 0xb311, 0xb32a, 0xb307, 0xb321, 0xb30e, 0xb311, 0xb316, 0xb30e, 0xb31f, 0xb327, 0xb301, 0xb325, 0xb331, 0xb31a, 0xb311, 0xb319, 0xb300, 0xb309, 0xb2fa, 0xb311, 0xb322, 0xb304, 0xb309, 0xb311, 0xb316, 0xb30c, 0xb30b, 0xb317, 0xa0d, 0x1b3, 0x11b3, 0x16b3, 0xdb3, 0x9b3, 0x18b3, 0xffb3, 0x25b2, 0x17b3, 0xdb3, 0xb30a, 0xb308, 0xb301, 0xb311, 0xb320, 0xb300, 0xb31b, 0xb329, 0xb319, 0xb325, 0xb31c, 0xb327, 0xb31e, 0xb30f, 0xb311, 0xb311, 0xb311, 0xb319, 0xb319, 0xb309, 0xb305, 0xb329, 0xb30e, 0xb311, 0xb326, 0xb300, 0xb315, 0xb32d, 0xb30f, 0xb311, 0xb30d, 0xb319, 0xb311, 0xb311, 0xb31e, 0xb2f9, 0xb32c, 0xb331, 0xb334, 0xb32f, 0xb32c, 0xb31d, 0xb319, 0xb309, 0xb309, 0xb32f, 0xb332, 0xb31b, 0xb326, 0xb305, 0xb331, 0xb311, 0xb319, 0xb317, 0xb319, 0xb331, 0xb310, 0xb326, 0xb306, 0xb314, 0xb305, 0xb309, 0xb319, 0xb305, 0xb319, 0xb2fb, 0xb311, 0xb325, 0xb30f, 0xb319, 0xb326, 0xb306, 0xb325, 0xb319, 0xb310, 0xb321, 0xb2e8, 0xb2f8, 0xb300, 0xb307, 0xb309, 0xb2f5, 0xb30d, 0xb316, 0xb318, 0xb304, 0xb317, 0xb316, 0xb30d, 0xb317, 0xb323, 0xb2f5, 0xb305, 0xb310, 0xb2f9, 0xb319, 0xb316, 0xb2f9, 0xb318, 0xb2ff, 0xb310, 0xb311, 0xb303, 0xb31c, 0xa0d, 0xf9b3, 0x11b2, 0xf8b3, 0x18b2, 0x9b3, 0x9b3, 0x1fb3, 0x24b3, 0x2cb3, 0x5b3, 0x11b3, 0x18b3, 0x19b3, 0x9b3, 0xf9b3, 0x8b2, 0x6b3, 0xf9b3, 0x2eb2, 0x13b3, 0x11b3, 0x11b3, 0x31b3, 0xf9b3, 0x19b2, 0x17b3, 0x18b3, 0xf9b3, 0x9b2, 0x32b3, 0x9b3, 0x1fb3, 0x10b3, 0x11b3, 0x33b3, 0xfb3, 0x19b3, 0x32b3, 0x16b3, 0x19b3, 0x2fb3, 0x8b3, 0x25b3, 0xdb3, 0x19b3, 0x11b3, 0x2db3, 0x10b3, 0x26b3, 0x7b3]

    2.我还在施加1kHz 2Vp-p 正弦波时提供了相同的捕获数据。 我使用示波器检查了 AIN_P 上的信号、它符合预期、没有干扰。

    [0x943d, 0x917b, 0x8ea5, 0x8b87, 0x8870, 0x855a, 0x8251, 0x7f47, 0x7c31, 0x7935, 0x75fc, 0x72dd, 0x6fcf, 0x6cfa, 0x6a0f, 0x674a, 0x64a5, 0x6206, 0x5fa5, 0x5d43, 0x5b1f, 0x590e, 0x5701, 0x553e, 0x53ae, 0x523f, 0x50f2, 0x4fe5, 0x4efa, 0x4e53, 0x4dc0, 0x4da6, 0x4d7f, 0x4d74, 0x4dbd, 0x4e2d, 0x4eee, 0x4fba, 0x50c9, 0x5205, 0x5383, 0x5505, 0x56e5, 0x58ca, 0x5acd, 0x5cfd, 0x5f4d, 0x61c1, 0x645b, 0x66fa, 0x69db, 0x6ca0, 0x6f83, 0x7291, 0x75b6, 0x78d4, 0x7bde, 0x7efe, 0x8204, 0x8508, 0x8826, 0x8b4a, 0x8e4b, 0x9132, 0xa0d, 0xe694, 0x7e96, 0x3299, 0x959c, 0x79e, 0x11a1, 0x38a3, 0x30a5, 0xc6a7, 0x8aa8, 0xdaa, 0xac0a, 0xad54, 0xae82, 0xaf3c, 0xb01e, 0xb082, 0xb0da, 0xb0b9, 0xb0c8, 0xb081, 0xafd1, 0xaf4f, 0xae9a, 0xad6d, 0xac4b, 0xaad1, 0xa930, 0xa75e, 0xa54e, 0xa367, 0xa11f, 0x9ee6, 0x9c60, 0x99ef, 0x972a, 0x9467, 0x9189, 0x8eb4, 0x8b9c, 0x887c, 0x8555, 0x8259, 0x7f3e, 0x7c38, 0x7927, 0x75fe, 0x72d9, 0x6fcf, 0x6d01, 0x6a11, 0x6753, 0x64ab, 0x621f, 0x5fa7, 0x5d4d, 0x5b1b, 0x5929, 0x571e, 0x5552, 0x53b2, 0x523c, 0x50f1, 0x4fd5, 0x4ef9, 0x4e4e, 0x4dbb, 0x4daa, 0x4d7a, 0x4d82, 0x4db1, 0x4e47, 0x4ee0, 0x4fcd, 0x50b4, 0x520f, 0x5369, 0x550d, 0x56e3, 0x58de, 0x5adc, 0x5d00, 0x5f55, 0x61c0, 0x6452, 0x67e2, 0x6ab1, 0x6d7d, 0x7069, 0x7373, 0x76a0, 0x79b5, 0x7cc3, 0x7fd6, 0x82e3, 0x85ea, 0x8924, 0x8c42, 0x8f38, 0x920b, 0x94fe, 0x97be, 0x9a54, 0x9cf8, 0x9f4e, 0xa1a9, 0xa3c8, 0xa59a, 0xa79a, 0xa984, 0xab13, 0xac4a, 0xadb6, 0xaec7, 0xaf74, 0xb059, 0xb0b1, 0xb0b2, 0xb0df, 0xb0ce, 0xb065, 0xaff3, 0xaf28, 0xadf9, 0xad15, 0xabc9, 0xaa62, 0xa8a0, 0xa6d3, 0xa4c1, 0xa2b7, 0xa090, 0x9e10, 0x9bab, 0x9912]

    3.我没有意识到内部抗混叠滤波器的带宽只有15kHz。 我认为、由于 ADC 能够采样高达1Msps、我假设它会更大。 是否有任何方法可以将 ADC 配置 为绕过滤波器? 如果不是、您能否建议使用类似的 IC 来捕获高达100kHz 的信号?

    Luke

  • 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。

    您好、Luke、

    ADS8661和 ADS8681绝对应该适用于模拟直流输入或1KHz 正弦波信号。 您观察到的干扰是由系统中的其他东西引起的。  当您检查模拟输入上的干扰时、请确保在示波器上设置正确、否则您将无法捕获干扰。

    如果您仍想解决 ADS8661电路上的问题、我有几个问题:

    1. 您是否在 ADC 和 Raspberry Pi Pico 微控制器之间使用蓝色线?  
    2. 您是否为 ADC 电路使用了实心接地层?
    3. 您是否监测 REFIO 和 REFCAP 以查看两者上的电压是否为4.096V?

    无法绕过 ADS8661上的内部 LPF。 您可能需要考虑运算放大器的解决方案(例如 OPA320)+ADS8866 ADC 系列:

    此致

    戴尔