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[参考译文] ADC3421:从 CLK-IN 到有效数据输出之间的时间

Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: ADC3421

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/834757/adc3421-time-between-clk-in-to-valid-data-out

器件型号:ADC3421

在我们的应用中、我们在应用 CLKIN 之前通过 SPI 对 ADC 进行编程。 在完成采集之前、CLKIN 只能应用一段时间。

应用 CLKIN 后、需要一段时间直到 DCLK/FCLK 的 PLL 被锁定-这通常是~500us (正如我们在一个稳定的 FCLK 输出出现前测得的那样)。  

但是、在有效输出数据可用之前、需要更多的时间-即使在内部生成了测试图形(斜坡或正弦)、在测试图形数据到达输出端之前也需要更长的时间。

我不能说它需要多长时间、但~2秒后输出数据是稳定的-但这对于我们的应用来说太大了。

我在数据表中找不到第一个 CLKIN 边沿和有效数据输出之间的延迟的任何数字。

您能告诉我们是否需要上述行为,以及 CLKIN 和有效数据输出之间的最短时间延迟是多少?

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    您好、Holger、

    ADC 时钟使用的采样率是多少? 您的应用是否使用任何 ADC 断电模式? 在应用 CLKIN 之前执行哪些 SPI 写入?

    如果采样时钟低于25MSPS、则应根据数据表(参见下图)设置低速位(相对于1线或2线模式)。

    此致、

    Dan

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    Dan、您好!

    SPI 编程为:

    adc.writeSPI (DWF、hdwf、0x06、0x01)#triggers 内部软件复位
    adc.writeSPI (DWF、hdwf、0x0A、0x44)#CH A/B 设置测试模式44=dig。ramp、33= toggle、99=0、599、20483496、4095、3496、20485990

    adc.writeSPI (DWF、hdwf、0x0B、0x44)#CH C/D 设置测试模式
    adc.writeSPI (DWF、hdwf、0x13、0x03)#双线模式低速使能

    adc.writeSPI (DWF、hdwf、0x15、0x00)#关闭通道

    adc.writeSPI (DWF、hdwf、0x25、0xFF)#increase LVDS swing
    adc.writeSPI (DWF、hdwf、0x70A、0x01)#power sysref

    我使用2线制模式来最小化输出 DCLK 频率。

    在我们的应用中、ADC 采样时钟为10MHz -我知道它低于最小频率、但它正常工作(它是实验室测试设置-不是产品)。 我们可以尝试20MHz、如果它会大幅改变延迟。

    今天、我研究了延迟、并测量了至少10ms 的 ADC 时钟、直到输出数据有效-这是我们应用的一个问题。

    对于10/20MHz,我们需要等待什么延迟?

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    您好、Holger、

    我正在研究您的情况下的预期延迟。 目前、我建议尝试更快的采样率(如果可能、我将测试25MSPS)、并查看您是否获得有效数据输出的相同延迟。

    此致、

    Dan

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    Dan、您好!

    遗憾的是、我无法在此应用中使用更高的采样率、因为我们确实有固定的时钟。

    我已经将采样率增加到了12MSPS (12MHz ADC 时钟)-但这是最大值。

    无论如何、我都对12和25 MSPS 两种情况下的延迟感兴趣。

    我还有一个问题:

    在数据表中、采样电压看起来在下一个输出帧期间直接存在。

    但我确实怀疑串行器内部有一条管道、该管道在9帧后发送采样电压。

    您能验证一下吗?

    我在 ADC 输入端使用定义的01010011模式进行了测试、并看到该模式是在~9输出帧之后出现的。

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    您好、Holger、

    是的、根据  数据表的第16页(表7.13)、2线制模式的延迟为9个时钟周期、因此这是与您测量的值相关的正确方法。

    请参阅注释1以了解整体延迟。 T_PDI (时钟传播延迟)也在表7.14中列出、对于10MSPS 速率、应约为50纳秒。

    我还必须强调的是、ADC 数据表规定、15MSPS 是支持的最小采样率、因此无法保证结果低于该阈值。

     由于采样周期减少(~83ns 至40ns)、延迟将从12MSPS 降至25MSPS、但时钟周期数保持不变(9)。 此外、t_PDI 也会由于相同的原因而降低(采样周期更短)。

    此致、

    Dan

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    Dan、您好!

    感谢您给我提供合适的数据表-这个问题现已解决。

    唯一未解决的问题是找到" 时钟进入第一个边沿后的有效数据时间"。

    此致

    Holger

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    您好、Holger、

    由于数据表中未提供此信息、我将尝试使用评估模块进行此测量、并将很快返回给您。

    此致、

    Dan

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    您好、Holger、

    在这里获得精确测量并不像最初想象的那样简单。 我仍在使用我为您提供的资源、感谢您的耐心等待。

    此致、

    Dan

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    Dan、您好!

    感谢您不断为我提供最新信息。

    我还有一个问题-根据数据表、在采样(CLKIN 上升)和开始 FCLK 数据输出之间存在9个周期的延迟。

    在我的应用中、我测量了10个周期的延迟-我不确定它是否只是9个周期延迟定义的未命中或未解释。

    您能否提供此计时延迟的详细时序图?

    数据表中确实缺少这一点。

    谢谢、致以诚挚的问候

    Holger

     

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    您好、Holger、

    大于9时钟周期延迟的原因是 tdpi。 对于2线制模式、这是0.44*t_sample+t_delay。 = 0.44*100ns+4.5ns、约等于50nS。 虽然这并不是一个完整的时钟周期、但它确实会增加额外的延迟。

    关于"第一个时钟边沿后的有效数据时间"、这不是我可以提供的一个参数、但也许我可以在这里帮助提供一些进一步的理解。 当时钟被施加到 ADC 上时、时钟信号的振幅将开始很小、并且最终将增加到其全电压摆幅(由于内部电容等原因)。 在时钟振幅增加的过程中、ADC 将在某个点开始转换数据、但在振幅处于最小时钟振幅(200mVpp)之前不会输出有效数据、因此这应该是数据将有效的阈值、 但也会有9 (加上 tpdi 延迟)延迟。

    数据表9.3.3.2 (图138)中的这个图描述了数据相对于采样时钟的输出方式。 9个时钟周期延迟也与采样时钟有关、因此可以参考该图。

    此致、

    Dan

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    Dan、您好!

    我创建了一个时序图(使用"无聊"-非常有用的工具)以在2线制模式下可视化时序、请参阅下面的内容。

    关于您在上面对内部时钟振幅增加的解释-如果它与您在上面描述的一样-这意味着没有时钟、因此如果没有应用输入时钟、则没有 DCLK/FCLK。 但事实并非如此。

    如果未应用输入时钟、内部 PLL 将自由运行、并在 DATA、DCLK 和 FCLK 上生成随机输出数据。 这意味着(在我看来)内部时钟已经在运行、但不与任何外部时钟同步。

    当一个外部时钟被应用到 CLKIN 时、内部 PLL 需要同步和锁定-我观察到这需要大约~1ms 的时间。 在这个~1ms 后、FCLK 与 CLKIN 同步。 但是、在有效输出数据可用之前、仍然需要超过~10ms 的时间。

    由于缺少设置、您/TI 无法测量此"时钟输入到有效数据输出"时间、这实在太糟糕了。

    我强烈建议使用"Digilent Digital Discovery"仪器。 它大约为~80$、允许使用所需信号的不同延迟来自由编程数字输出(例如通过 Python)。

    使用该仪器、我将在我们的实验中运行 ADC3421。

    此致

    Holger

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    您好!

    校正后、工具名称为"wavedrom"。