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[参考译文] ADS8167:使用多路复用器时对其他通道的影响

Guru**** 1831610 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8167, 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/934277/ads8167-influence-on-other-channels-when-using-mux

器件型号:ADS8167
主题中讨论的其他器件: OPA320

您好!

我目前正在围绕 ADS8167 ADC 评估设计。 原理图或多或少等于数据表中的图107。 每当我读取单个通道(多路复用器选择通道常数)时、电压读数都非常精确。 一旦我开始在序列模式下使用器件、我就会看到从前一个 ADC 通道到当前通道的影响。 因此、如果 CH0电压比 CH1高、则会在 CH1读数中添加正误差。 如果 CH0电压比 CH1低、则会在 CH1读数中添加负误差。

序列被触发@ 1kHz、转换结果读取在 ADS8167设置"就绪"标志后完成。

这是不是由对 ADC 的错误访问引起的、还是由硬件问题(RFLT/CFLT)引起的?

我是否应该绕过缓冲器并将多路复用器直接连接到 ADC-IN?

非常感谢您的帮助!

BR Benjamin

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    您好 Benjamin、

    欢迎访问 TI E2E 社区。

    假设您使用的是 OPA320放大器和相同的 RFLT/CFLT 值、图107中的电路应该可以轻松稳定。  (CFLT 有一个排印错误、应为1.2nF、而不是1.2uF。)

    这可能是一个稳定问题、并且可能是由错误的 RFLT/CFLT 值引起的、或者使用一个非常低的带宽放大器代替 OPA320。  此外、由于参考电容器的值不正确(标称值为20uF)、"扭曲"可能会出现。

    请发送原理图的屏幕截图、其中显示了与图107类似的确切值和使用的放大器、我将回顾这一点。

    此外、我假设您以1kHz 的频率(/CS 引脚的频率)进行采样。  在这种情况下、您可能不需要 OPA320缓冲器、因此您可以尝试绕过该放大器、看看这是否有助于在扫描期间实现稳定。

    谢谢!

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    您好、Keith、

    感谢您的快速回复!

    我的电路在所选器件(因此 OPA320作为缓冲器)和图107中的值方面是相等的。 唯一的区别是外部5V 基准、它为 REFIO/AVDD 和每个单独输入上的输入低通供电、而我使用的是133k/10nF (X7R)。

    关于采样-我每1ms 启动一次序列、并在前一次转换完成后读取一个采样(请参阅下面的代码片段)

    void tick_1ms ()
    {
    
    ads8167SetBits (REG_SEQ_START、(1 << CFG_SEQ_START));//开始序列
    ads8167ConversionBusyWait ();//等待首次转换以完成
    ads8167ReadFromSequence ();//Start Initial sample
    
    for (uints8167ConversionBusyWait ()
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    ;//等待第一个转换以完成 ads8167x (0x167x);(0x162+)
    (0x165uintsx (0x165uintsx);(0x165uT = 8uintsx (0+);(0x165uintsx (0x165uint8);(0x16uintsx)+))
    返回 convResult;
    }
    
    void ads8167ConversionBusyWait()
    {
    while (!(ADS8167_READY_INPUTPIN &(1 << ADS8167_READY_PIN)));
    }
    

    我将尝试绕过缓冲区、看看这是否有助于解决该问题。

    非常感谢!

    BR Benjamin

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    您好 Benjamin、

    多路复用器的输出端有一个寄生电容、该电容由多路复用器开关以及 OPA320和电路板的输入电容组成。  如果 CH7被充电至5V 的满量程电压、然后您使用0V 输入切换至 CH0、则仍需要一段稳定时间来为这个电容充电。  在本例中、对于1ms 的更新速率、您的输入滤波器太慢。

    我进行了快速计算、在每个输入通道上使用10nF 电容器、最大电阻为18.9k Ω。  尝试将输入电阻值从133k Ω 降低到18.9k Ω 或更低、看看这是否可以解决您的趋稳问题。  如果您提高采样率、例如采样率为100us、则需要进一步降低输入滤波器时间常数。

    谢谢、
    Keith

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    您好、Keith、

    感谢您的大力支持!

    输入端的慢速 RC 滤波器设计为具有足够低的截止频率、可支持1kHz 采样率、从而更大限度地减少混叠。 如果我使用您的建议值进行计算、则最终结果将是原始设计中大约840Hz、而不是119Hz。

    是否可以将低截止频率与1kHz 采样率结合使用并缩短稳定时间? 我想输入电容器可以从10nF 增加、以帮助对庄园电容充电?

    谢谢、

    Benjamin

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    您好 Benjamin、

    如果您需要支持1ksps 的扫描速率、并且您希望使用截止频率为119Hz 的滤波器、则唯一的选择是根据您的建议增大输入电容。

    请记住、一个接近满量程的通道和接近0V 的下一个通道中的总误差将取决于多路复用器输出电容(估计为15pF)与输入电容之比。  将电容器增加到100nF、将输入电阻器降低到13.3k 欧姆到相同的截止值、将导致最坏情况下的趋稳误差约为380uV 或5LSB。

    此致、
    Keith

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    您好、Keith、

    将输入滤波器更改为100nF/10k 后、稳定问题在您提到的范围内。 对于此应用、这已经绰绰有余了。 为了我的兴趣、要获得真正的16位读数、在这种情况下、较慢的 ADC 会更好? 那么、它将允许更长的稳定时间?

    再次感谢您的帮助、非常感谢!

    此致、

    Benjamin

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    您好 Benjamin、

    很高兴这适用于您的应用。

    稳定时间实际上与 ADC 功能无关;这完全是由于集成多路复用器开关造成的。  分立式多路复用器 IC 也会出现完全相同的问题。

    由于您使用单个 ADC 内核在多个通道之间进行多路复用、因此它必须以更快的速率运行以支持每个单独通道;ADC 以1ksps 的速率运行、并且8个通道中的每一个都以1k/8=126sps 的速率对每个输入进行采样。

    另一种选择是在每个输入上使用单独的缓冲器、如数据表的图100所示。  在这种情况下、放大器驱动输出多路复用器电容以及 ADC 输入。  然后、您可以使用范围更广的输入滤波器值、包括133k Ω 和10nF。  不过、折衷方案是您需要8个放大器、而不是现在使用的单个放大器。

    此致、
    Keith