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[参考译文] ADS122C04：有时返回零、然后一直返回零

admin
Guru**** 1825110 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS122C04, LMP7701, TPS63002
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/930814/ads122c04-sometimes-returning-zero-then-stuck-returning-zeros

器件型号：ADS122C04
主题中讨论的其他器件： LMP7701、 TPS63002

我正在使用 ADS122C04、并且在2000SPS 时使用 Turbo 模式非常成功。

最近、我以20SPS 的速率切换到正常模式、并遇到了一个奇怪的问题。

以下是器件在我的初始化中的设置方式： 

复位 ADS122C04 ()

//配置我们希望器





件如何写入寄存器(CONFIG_REG_0、(DEFAULT_REGISTER_VALUE | AIN_P_AIN0_AIN_N_AIN2 | PGA_DISABLE | GAIN_1)) writeRegister (CONFIG_REG_1、(DEFAULT_REGISTER_VALUE | CONVERT_MODE_WE_WIT_RATE_W_)| DATA_RATE_RATE_RIST_RATE_20)(如果要确定运行状态、则重新设置为正常运行/ RATE_RATE_20)。
uint8_t reg0、reg1；
readRegister (CONFIG_REG_0、&reg0)

readRegister (CONFIG_REG_1、&reg1)

//然后将读取结果与预期结果进行比较并确认设置正确

此代码运行良好、我能够轻松地在模式之间切换。

现在、当处于慢速模式时、ADC 在转换的所有3个字节中返回0。 我知道该值不应该为零、一旦变为零、它就会保持该状态、直到我停止转换并重新启动它们。

我已经阅读并重新阅读了数据表、似乎找不到 ADC 应该报告零值的时间。

有什么想法吗？ 如果您需要更多信息、请告诉我。

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    TI__Guru**** 1825110 points
    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。

    尊敬的 James：

    欢迎来到 E2E 论坛！  瞬态也可能影响器件运行、并且 ADS122C04可能已复位。  您已将什么连接到 ADC 输入？  您可以在问题发生时通过读取寄存器来检查器件是否已复位。  如何连接复位引脚？  它不应悬空。

    此致、

    Bob B

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    Bob、您好！

    感谢你的答复。 ADC 上连接了一个光电二极管。 今天、我执行了一个测试、在 ADC 开始从零中取出后、我读取了所有4个寄存器。 寄存器仍使用在程序初始化时设置的值进行编程。 因此、我认为器件正在复位的情况与此相同、但情况并非如此。 我不知道该寄存器值何时为零。

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的 James：

    您如何确定何时读取转换结果？  您是监控 DRDY、读取寄存器位还是使用计时器？  当您看到0读数时、我想知道 DRDY 是否正在切换。  很有意思的是、如果 ADC 以某种方式进入断电状态、监控 DRDY 会告诉我们器件是否仍在转换。   此外、当您开始看到0结果时、如果您发出 START/SYNC 命令、是否会发生任何变化？

    此致、

    Bob B

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    嗨、Bob、

    您如何确定何时读取转换结果？  

    我正在读取寄存器2并分析 DRDY 位、以确定转换结果是否就绪。

     当您看到0读数时、我想知道 DRDY 是否正在切换。   

    我没有连接 DRDY 线路、因此无法监测中断、但寄存器中的位肯定会翻转。 我需要检查该位的状态是否在零点开始定期命中后发生变化。

    如果您发出 START/SYNC 命令、是否有任何变化？

    似乎发出新的 START 命令会使器件再次开始执行转换。

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    我想我刚刚确认、一旦零开始、DRDY 位就不会改变状态。

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的 James：

    此器件有可能会受到一个瞬态事件的影响、此瞬态事件会在不复位器件的情况下停止转换。  您是否正在使用原型设计解决方案？  您是否有从光电二极管到 ADC 输入的导线？

    此致、

    Bob B

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的 Bob：

    感谢您在这里与我合作。

    这不在试验电路板上、而是 PCBA。

    [删除的图像]

    在连续模式下进行一次转换后、我刚刚强制 ADC 进入断电模式、器件按预期运行。 我的代码有错误状态、它立即拾取 DRDY 位从未改变(保持为0)并相应地超时的事实。

    当器件处于这种奇怪的模式时、DRDY 位似乎始终置位(1)、并且在发送 RDATA 命令时不会像预期的那样改变状态。

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    尊敬的 James：

    这是一个奇怪的情况、但我认为它与瞬态有关。  LMP7701由+/-5V 电源供电、然后该电源可将输出驱动至低于接地值。  对于 ADS122C04、输入的绝对最大额定电压比 AVSS (GND)低300mV。  也许您可以在 TP1使用示波器进行监控、并查看是否存在负向瞬态。

    另一个想法是、LMP7701是轨到轨输出、因此您需要将 V-设置为-5V 吗？  您是否可以将其设置为 GND 以便运算放大器不能变为负值？

    此致、

    Bob B

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    嗨、Bob、

    我将请电气工程师在这里解释他对设计的想法。

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    大家好、Bob、我是 James 项目的 Ken EE。  此设计确实需要光电二极管电路的轻微负响应、将运算放大器的负电源轨接地不允许我们读取接近零和轻微负的值、这对于我们的低电平光电二极管读数(皮安级输入范围)非常重要。  我们确实看到读数低至-300个计数、但数据表在-3mV 附近没有将其描述为绝对值。

    下面两个问题：

    1 - ADS122C04是否可以容忍任何负输入值？  我们希望确保我们选择了合适的器件！

    2 -您能否分享您之前看到过的以这种方式影响 ADS122C04的"瞬变"类型？  也许我们应该在 ADS122C04的电源轨上提供额外的大容量电容？  目前、TPS63002的输出两个22uF 电容器提供+5V 电压、LD1117S33的输出两个10uF 电容器提供+3.3V 电压。

    谢谢！

    Ken

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     您好 Ken、

    欢迎来到 E2E 论坛！  您似乎尝试附加一些未通过的图片。  此编辑器不允许拖放、因此要附加图片或文件、请使用相应的图标进行附加。

    当您尝试测量低于 AVSS 的电压时、PGA 禁用时、实际限制为低于 AVSS 100mV、以保持在线性工作范围内(请参阅 ADS122C04数据表中的第6.3段)。  绝对最大额定值比电源轨低300mV。  因此可以在 AVSS 以下测量小电压、而不会出现任何问题。

    ADS122C04中止转换的实际问题是瞬态事件可能发生的问题。  很难说瞬态电压会导致此问题的程度。  不幸的是，没有绝对的结论认为，一个瞬态正在造成这一问题，但它可能会造成这一问题。  因此、在这里、我们需要进行某种验证、以检查是否发生了这种情况。

    由于运算放大器输出可能会遍历电源轨、因此您需要具有足够的输入保护。  不能保证运算放大器永远不会朝向负电源轨、尤其是在加电时。  因此、这一潜在问题经常被忽略、因为该设计不会对电源轨产生负面影响。  但是、模拟输入应设计为在发生这种情况时限制任何电流。  ADS122C04通过输入引脚的绝对最大额定值限制为+/- 10mA。  如果运算放大器应该轨到负电源、即使在短时间内也是如此、-5V 将被施加到输入引脚上。  此时、ESD 二极管仅在滤波电阻器的限制下在内部导通。  由于使用的电阻值为100欧姆、因此电势电流可能接近50mA。  因此、应调整该电阻器的大小、以将电流限制在10mA 或更低。  我建议将电阻器的大小调整为大约500到1k 欧姆。  我会先尝试500欧姆、以限制正常运行期间的增益误差。

    此致、

    Bob B

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    谢谢、Bob 我收到了您的回复、并给出了很好的解释。  TI 是否有可放置在输入端的推荐外部器件、以防止此类瞬态事件(可能是齐纳二极管)？  我还非常担心在 ESD 测试期间会损坏器件、因为我们施加了两个极性、并且我们可以轻松地摆动到较大的负电压。

    我们还注意到、在初始测试期间、与输入串联的100欧姆电阻器具有更高的噪声、并计划在下一个电路板修订版本中将其替换为10K 电阻器。

    Ken

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    TI__Guru**** 1825110 points
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    您好 Ken、

    为了保护输入、需要考虑的主要问题是防止过大的电流流经内部 ESD 结构。  根据 ADS122C04数据表的绝对最大额定值中的规定、该限值通过模拟输入引脚定义为+/- 10mA。  低泄漏 TVS 二极管似乎最适合必须使用的客户。  此外、还使用了齐纳二极管、但由于反向泄漏电流较高、因此不适用于精密应用。  使用 TVS 二极管时、钳位电压将是输入将看到的最大电压、然后串联电阻必须将电流限制为10mA 或更高。  实际上、串联电阻需要是2个电阻器和1个电阻器、以保护 TVS 二极管以限制功率耗散。 第二个电阻器限制流经 ADC 输入引脚的电流。

    还使用了肖特基二极管阵列。

    有许多 TVS 二极管选项可用。  TI 的 TVS 二极管具有某种有趣的平缓钳位响应、但也有其他可用选项。

    https://www.ti.com/interface/circuit-protection/esd-protection-and-tvs-surge-diodes/overview.html?keyMatch=TVS%20DIODE&tisearch=Search-EN-everything

    此致。

    Bob B