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[参考译文] TLA2518:使用 gt;13.5MHz SPI、最大转换时间、tconv = 600ns 和数据表丢失最小值来实现满吞吐量。 最大 性能规格

Guru**** 1815690 points
Other Parts Discussed in Thread: TLA2518, ADS7028, ADS7038, ADS7038-Q1, ADS9110, ADS8900B
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/923671/tla2518-achieving-full-throughput-with-13-5mhz-spi-max-conversion-time-tconv-600ns-and-datasheet-missing-min-max-performance-specs

器件型号:TLA2518
主题中讨论的其他器件: ADS7028ADS7038ADS7038-Q1ADS9110ADS8900B

尊敬的 TI 专家:

您能否为我澄清有关 TLA2518数据表的一些要点?

  1. 在数据表的第一页上、有一条语句"使用>13.5MHz SPI 实现最大吞吐量"。

    1. 这是如何实现的?

    2. 数据表给出了最大值的规格 转换时间= 600ns、但并未给出最小规格。

    3. 根据我的理解、要实现1000ksps 采样的1us 周期时间、如果转换时间为600ns、我需要60MHz 的 SPI 频率、以获得400ns 的采集时间 Tacq、使用手动转换模式时钟周期为24个。

      对于1000ksps、tCYLE = Tacq + tCONV = 400ns + 600ns = 1us。

      如果我使用具有12个时钟周期的动态或自动序列模式、则 SPI 可降低至30MHz。 我的理解是否正确?

    4. 我是否可以使用比600ns 更短的转换时间(NCS 高电平到低电平之间的时间更短)来降低相同吞吐量所需的 SPI 频率?

      还有一个最小 nCS 高脉冲持续时间规格、TWh_CSZ 为200ns、因此有点令人困惑。

      我最好能够使用小于60MHz 的 SPI 频率、因为我将连接 ADC 和 FPGA、如果我可以使用较慢的 SPI 频率、这将使计时结束更容易。


  2. 采集时间 Tacq 是否取决于 SPI 频率?

    1. 看起来与时序波形类似、但由于转换使用内部振荡器、tCONV、Tacq 和 tCYCLE 实际上是否独立于 SPI 频率/时钟边沿?

    2. 如果我想实现500kSPS、假设 tCONV = 600ns、在24个时钟周期的手动转换模式下、我需要17.14MHz 的 SPI 频率。 我是否需要调整内部振荡器 OPMODE_CFG 寄存器、使其与500kSPS 匹配、或者我是否可以将其保持在1Msps?

    3. 我想我的问题是、内部振荡器和我的 SPI 频率之间有什么关系? 它们是否完全独立?

      例如、ADC 采样保持(获取模拟信号)并根据内部振荡器以一定的速率进行转换、而我的实际数据速率取决于我的 SPI 频率、因此器件可以以1Msps 的速率采集和转换、 但是、如果我使用慢速 SPI、我获得的实际数据速率可能是500kSPS?

      我是否可以让内部振荡器以1000ksps 的速度运行并使用任何 SPI 频率(确认我的数据速率将小于1000ksps、如果我使用较慢的 SPI 频率、我将丢失样本)? 那么、降低内部振荡器频率的目的是什么? 只是为了降低功耗?

      或者、我是否始终需要匹配内部振荡器和 SPI 频率、以使系统正常工作?


  3. 如果我只需要8个通道中的3个通道、是否有任何关于如何连接未使用通道的建议? 我应该将它们连接到 GND 还是只将它们保持 NC?


  4. 我注意到、TLA2518似乎是 ADS7028、ADS7038、ADS7038-Q1系列器件中引脚兼容的最低端器件。

    1. TLA2518数据表仅提供典型值。 直流和交流性能规格的属性、而 ADS7038数据表提供最小值和最大值 也是如此。

      是否还可以为 TLA2518提供最小和最大规格?

    2. 我是否可以预期最小最大值 与 ADS7038相似?


非常感谢您的帮助!

此致、
Udell

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    您好、Udell、

    这是一次有很多问题、但我将尝试解决所有问题。

    1. 您将需要使用动态模式来实现最大吞吐量。 没有转换时间的最小规格、您应该遵循为所有转换给出的最大规格。 您的理解是完全正确的。
      1. 转换仅由 CS 的上升沿启动、下降沿不会对采集和转换时间产生任何影响。 下降沿只需遵循20ns 的最短时间。 转换阶段从 CS 的上升沿开始、并将在600ns 后自动完成、这在内部完成。 转换时间结束后、器件会自动进入采集阶段。
    2. 采集时间不会在时钟频率上继电器。 采集时间在 CS 的上升沿结束、并在 CS 的上升沿结束600ns (转换阶段)。 在 CS 上升沿之后的600ns 之前、您不应超时数据、因为这可能会导致不正确的转换结果。 内部振荡器和 SPI 时钟是独立的。 使用平均值计算(或其他器件中的自主模式)时、内部振荡器会发挥更大的作用。

    3.未使用的输入通道应接地。

    4.正确的是,这些器件属于同一系列。 您已经注意到、该器件是最低端器件 实现这一目标的一个方面是限制测试时间、这意味着性能未像该系列中的其他器件那样受到广泛测试。 我们无法在数据表之外陈述性能。

    此致
    Cynthia

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    您好、Cynthia、

    感谢您的快速响应。 我的大部分问题都是由您回答的。

    最大值的情况除外 使用数据表开头所述的13.5MHz SPI 时钟可实现1000ksps 的采样率?

    当我尝试计算它时、它似乎不起作用、除非我仍然不理解它。

    如果在计时输出数据之前必须等待600ns 才能完成转换、那么只需400ns 的时钟输出12位、这就需要30MHz 的最小 SPI 时钟才能获得1000ksps。

    是否可以在13.5MHz 下获得最大吞吐量、或者数据表上是否存在此错误?

    数据表指出、该器件具有 TI 增强型 SPI、可实现较慢的 SCLK 速度、我找到了一份应用手册、对 其进行了介绍 https://www.ti.com/lit/an/sbaa241/sbaa241.pdf

    该器件是否支持应用手册中描述的"增强型 SPI"功能、因此它会指出大于13.5MHz 的全吞吐量和增强型 SPI?

    数据表中似乎未介绍 TI 增强型 SPI 功能、部分仅介绍标准 SPI 极性和相位设置。

    该器件能否像 ADS892xB 数据表第7.5.3节中所述那样运行、在区域2中采样以使用较慢的 SCLK https://www.ti.com/product/ADS8920B?

    再次感谢、

    Udell

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    您好、Udell、

    您说得对、具有1Msps 采样率的低速 SPI 接口可通过区域2数据传输实现。 但是、有效数据表中的最小 CS 高电平时间为200ns (在预览数据表中为30ns)。 在 CS 高电平时间为200ns 时、主机将有800ns 来读取12位转换结果。 因此、可通过15MHz 接口时钟实现1Msps 采样率。

    我已经做了一个注释、以更新数据表首页上的"13.5MHz"规格。 感谢您分享反馈。

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    谢谢 Rahul、

    这回答了我的问题。

    为了能够降低 SPI 时钟速度、在数据表中也添加更多有关200ns CS 高电平时间后的时钟输出数据的详细时序信息将会有所帮助。

    Cynthia 提到过、如果我在600ns 转换时间之前将数据时钟输出、可能会出现转换错误?

    这似乎与在200ns 后能够时钟输出数据相冲突。 这是真的吗?

    或者、只要我在 CS 上升沿前后的+/-10ns 静默转换和安静采集时间内不切换任何信号、那么它应该是好的?

    此致、

    Udell

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    您好、Udell、

    在 TLA2518中、芯片只有一个接地引脚。 因此、在进行中的转换期间读取数据会导致 TLA2518中的 SINAD 减少。

    这不是应用手册中提到的其他器件的限制。 这是因为 ADS8900B、ADS9110等器件具有多个接地引脚。

    此致、

    Rahul

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    您好、Rahul、

    感谢您回答我的所有问题。 这对您有很大帮助。

    此致、

    Udell