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[参考译文] ADS1247:本底噪声中的重复数据模式

Guru**** 1826070 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1247
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/763565/ads1247-repeated-data-patterns-in-noise-floor

器件型号:ADS1247

我有一位客户将我们的产品与 ADS 1247一起使用、他们正在尝试测量不比本底噪声大得多的脉冲。  问题是、它们看到两组重复数据模式、由一个或多个非重复数据点分隔。 传感器处于连续采样模式、微处理器在获取另一个数据点之前轮询 BUSY 引脚。  我们的定制软件会获取器件的数据并将其转换为处理单元。 我希望在 ADC 的步长处看到重复的数据点、但不会看到精确重复的3个数据点。  有什么见解吗?   

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    您好、Scott、

    不清楚到底是什么真正的问题。 ADC 代码数量有限、可以重复这些代码中的任何一个。 您显示的结果也是数学转换。 根据浮点数学的不同、浮点数学引擎可能存在舍入误差或限制、从而将结果限制为特定的数字数。 尽管在这一精度水平上、似乎不太可能有重复的值、但这当然是可能的。 在进行任何数学操作或转换之前、查看要比较的 ADC 原始代码会很有帮助。

    此致、
    Bob B
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    e2e.ti.com/.../Data-Patterns.pdfThanksBob...我不担心重复的代码... 您将在本底噪声中看到这种情况、或者具有稳定的直流值。  我更担心重复出现的模式。  我意识到、在原始 ADC 输出和工艺值之间有几层。 根据过去的经验、我想 TI 可以提供的是某些条件是否会导致代码模式重复(例如...假设...谐波超出奈奎斯特频率、导致折返混叠进入 我们感兴趣的频谱...或类似的微突)。

    另一个"拼图":客户正在使用我们的两个器件:一个是 RS485、另一个是 USB。  两者使用相同的内核处理器板、固件非常相似(内核处理代码相同)。  RS485器件表现出"问题"(我用引号来表示、因为通常我们不会像这样分析本底噪声)。  USB 器件以1kHz 的频率输出数据、但不会出现问题(根据客户的说法)。

    我附加了另一张图片、并提供了其他信息(第三个"拼图")。  客户正在以640SPS 的速率运行传感器、但在60Hz 和三次谐波(180Hz)的频谱图中看到明显的陷波。 这对我来说非常奇怪、因为它们不应该在这个范围内看到衰减、因为60Hz 滤波器的应用速度不超过20SPS。 顺便说一下、客户通过12V 电池操作 RS485单元、而 USB 设备由计算机的 USB 端口供电。   

    顺便说一下、这两种器件都已上市一段时间。  自2012年起开始。  基本上没有变化。  上次固件更新是在2013年。  该应用在3年内未涉及到。  我们过去从未有过这样的调查。

    此时很难获取原始数据、因为客户拥有该设备、除非我在我的工厂中使用类似的传感器重复出现此问题。

    感谢您的帮助!

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    您好、Scott、

    通过查看 RS485和 USB 波形图之间的峰峰值振幅、可以看出 USB 实际上噪声更大。 在频谱图中、我看到 USB 中的功率峰值是 RS485的两倍。 两种情况下可能会产生相同的效果、但会在噪声中丢失。 在时域图中、我看到了类似的情况、其中 USB 器件中的噪声似乎是 RS485的两倍。

    通常、噪声可被拾取为 EMI/RFI、但也可能与 PCB 上的电源电路相关、以及接地不足。 高频成分混叠可能是一个问题。 ADS1247的实际采样率(或输入采样率)是转换为1密度位流的调制器速率。 数据输出速率是调制输出的抽取值。 计算模拟输入滤波的主要方法与640sps 输出数据速率对应的调制器速率为256kHz。 另一种非常积极的方法是相对于640sps 的采样率进行滤波。

    将输入短接在一起(在 PGA 的适当共模范围内、如 AVDD/2)是一个很好的起点、可用于确定所见噪声模式是否与模拟输入相关、或者是否存在其他源(基准、模拟电源、接地等)。

    此致、
    Bob B
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    USB 传感器中的噪声更大有2个原因... 第一个是 USB 的采样率为1kSPS、RS485的采样率为640SPS、因此 USB 具有较低的 ENOB。 第二个原因是、在 USB 上、ADC 的分辨率分布在更宽的(2 x 2/3)处理单元范围内、但我们所寻找的信号幅度相同、因此 USB 单元中的噪声将会更高。 很抱歉、我之前没有分享过、但当时觉得不是很重要。

    短接输入是一个很好的测试、但该装置是与客户一起进行的、并且位于焊接金属容器中、因此现在不可能这样做。

    您谈到的滤波是对 ADC 输入信号进行电容式(xtoY 或类似)滤波?

    您是否说这种模式可能是由混叠引起的? 您能否解释一下(从技术上讲)为什么我们会看到重复模式、以及之间有1-2个随机数据点? 即混叠是如何导致这种情况的?
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    您好、Scott、

    一位同事在有关该模式的初始图中向我更清楚地说明了这一点。 每4个或5个样本重复前4个或5个样本、因此它就像每隔一组其他数据点重复出现一样。 例如、ABCD、ABCD、DEFG、DEFG、 等等 我只关注了第一个标记的项目、而不关注具体的模式。 我可能得出了错误的结论。 这看起来更像是通信错误或数据操作错误、而不是 ADC 错误。

    我真的不知道如何在密封系统中缩小这一范围。 积分总数是否与采集时间一致? 是否有办法使用某种分析工具来监视传入数据以拦截通信? 有5个点、4个点重复、或者类似的东西。 数组中是否有某种形式的平均值计算或数据可能无法正确更新?

    此致、
    Bob B
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    Scott、


    查看第一个帖子中的输出数据、Bob 和我认为这看起来像是某种不属于 ADC 的数据传输错误。 在第一个图中、看起来有5个数据点的读取、之后是相同的5个数据点。 除了一个例外、这似乎在整个数据收集过程中重复、其中有一个序列为6个数据点、之后是图中间的相同6个点。 这可能是数据的某种不良阵列操作。

    如果您查看 RS485情况下的频谱数据、则有关直流的频谱重复~125Hz 和~250Hz。 我认为这是因为640SPS 每5点重复一次数据。

    除了频谱内容之外、这对我来说实际上看起来像是数据格式错误。


    吴约瑟
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    感谢 Bob 和 Joseph。  正如我说过的、我无法立即测试、因此我将继续并将其标记为已解决。 非常感谢您的及时建议!

    Scott