[参考译文] ADS1158：超出 ADS1158范围的问题

尊敬的 Chris：

我是线程创建者的同事。

非常感谢您的快速回复、我们非常感谢您的回复！

[引用用户="Christopher Hall"]
我首先建议将 ADS1158配置 为固定通道模式、以便尝试在单通道上验证 ADC 的转换结果。[/QUERP]
我们在这里尝试了几个选项(固定通道和自动扫描、单端和差动)、但没有明显的效果。 但我们将在接下来的测试中继续使用固定通道模式。

[引用用户="Christopher Hall"]
至于状态字节中的 OVF 和电源标志、您的电源电压和基准电压是多少、您是否尝试在 DMM 上测量它们以进行验证？  [/报价]
如前所述、电源电压为5V、基准电压为2.5V。 我们对电压进行了一些讨论、并确保其稳定。

[引用用户="Christopher Hall"]
确保在 AVDD/AVSS 和 DVDD/DGND 之间提供电源去耦电容器。 也许、由于缺少去耦电容器、这些电压会下降、或者对于 LDO 基准、如果没有电容负载、基准电压可能不会稳定 [/引述]
实际上、我们在这里缺少了合适的电容器。 我们仍然尽可能地尝试将它们集成到我们的测试板中、而且我们仍然没有看到任何变化。 一般而言、我怀疑我们得到的结果只能用缺失的电容器来解释。 电压非常稳定(使用示波器观察时)。 但我们将在下一个设计中对此进行更多关注。

[引用用户="Christopher Hall"]
此外、您可能无法足够快地读取 ADC 数据、因为状态字节指示您不时丢失通道[/报价]
没错、 我们目前仅以10 Hz 的频率读取数据(没有具体原因、主要是不向监控器发送垃圾邮件)。 一旦器件按预期工作、我们将大幅提高轮询速率。 低数据速率不应影响我们的问题、对吧？

[引用用户="Christopher Hall"]
这也可能表示您在/DRDY 引脚变为低电平时读取数据、这可能会导致数据损坏(数据通过输出移位寄存器提供、您应避免在该寄存器更新时读取数据)。 如果可以、请使用/DRDY 引脚作为 MCU 的中断、以帮助您在读取数据时更方便。
我们不是在直接读取模式下使用 ADS1158、而是在"寄存器格式"(通道数据读取命令)下使用。 根据数据表、在本例中、我们不需要监控 DRDY。 此外、我们从器件读取的数据似乎很有意义(状态和数据字节是半相干的)。

目前、我们在 ADCINN/P 或 MUXOUTN/P 上没有电路 是否有必要实施推荐的 OPA 电路？ 根据我们的理解、ADC 应该仍然能够在没有任何外部电路的情况下运行。

非常感谢您的帮助！

尊敬的 Chris：

我是胎面创造者的另一位同事。

今天、我们改进了测试板的原理图设计、以测试 ADS1158。 在我们开始组装下一个测试电路板之前、如果您给我们一些输入、评论、建议、确认或其他信息、我们将非常高兴。

电路板的通用电源为5V。 标有“*”的组件是用于更好测试的组件选项。  

除了之前的版本、我们还包括 OPAMP 缓冲器、大量耦合电容器和 REF5040作为带有单独接地线迹的电压基准。  我们将下拉电阻器连接到未连接状态的所有 GPIO。

当我们获取 REF504时、模拟输入的电压必须低于4、096V x 1、06。 对吧？

START 引脚可由微控制器控制、也可连接至+5V 或接地。 当我们稍后需要它的附加选项时、DRDV-Pin 会得到一个测试点。   

非常感谢您的支持！

嗨、Felix、Hi Silke、

[引用 USER="Felix VS]目前我们在 ADCINN/P 或 MUXOUTN/P 上没有电路 是否有必要实施推荐的 OPA 电路？ 据我们了解、ADC 仍应能够在无任何外部电路的情况下运行。

正确、您可以使用内部多路复用器直接测量输入、而无需通过 MUXOUT 和 ADCIN 引脚路由信号。

但是、 请注意、ADC 输入直接进入非缓冲开关电容器输入。 如果您的信号源未进行缓冲或具有显著的输出阻抗、您会发现直接连接到 ADC 会导致较大的增益误差。 因此、我通常建议在 MUXOUT 和 ADCIN 引脚之间添加外部缓冲器。

[引用 USER="Silke Allebrod]除了之前的版本、我们还包括 OPAMP 缓冲器、许多耦合电容器和 REF5040 作为带有单独接地线迹的电压基准。  我们将下拉电阻器连接到了未连接状态的所有 GPIO。

我认为这些都是很好的变化...您仍需要考虑的一点是运算放大器电路的线性输出范围是否足以满足您计划测量的输入信号。  在开始饱和之前、OPA365的输出可驱动至200mV 电源轨范围内。 因此、如果您的任何输入信号接近0或5V、或者如果 OPA365的差分输入电压增益、将导致运算放大器的输出接近0或5V、那么您将遇到线性问题。

那么、这就引出了一个问题、您计划测量的输入电压是多少？ 如果它们是单端的、那么您可能需要相对于某些中间电源电压测量它们、例如、通过连接 AINCOM 2.5V 并测量 AIN0和 AINCOM 之间的差分电压。

我建议的唯一额外更改是：

• • 考虑使用单个接地层(请参阅下面我的问题/注释)。
  • 考虑在 REF5040的 TRIM/NR 引脚上添加一个电容器、以提供额外的基准噪声滤波。
    
    
  • 考虑使用晶体振荡器而不是连接到 ADS1158的外部晶体。 如果您决定坚持使用晶体、则需要进行一些额外的测试、以确保晶体在温度范围内启动时不会出现任何问题。 如果您搜索 E2E、您会发现晶体启动问题在 ADS1x58和许多32.7kHz 晶体中很常见。 使用晶体振荡器(集成晶体+晶体驱动器电路)通常是一个更安全的选择、因为晶体振荡器制造商已经完成了确保晶体和驱动器电路兼容并在整个温度范围内良好协同工作的工作。
    
    
  • 最后、如果您的 SPI 信号通过跳线与 MCU 连接到另一个 PCB、则考虑在连接到接地端的 SPI 接头中添加另一个引脚。 您将需要使 SPI 信号线保持较短的状态、并在附近有一根接地线、以减小信号和接地之间的环路面积(从而提高信号完整性)。

[引用 user="Silke Allebrod"]当我们获取 REF504时、模拟输入的电压必须低于4、096 V x 1、06。 这对吗？[/引述]

正确、任意两个输入(您选择的)之间的差分电压不得超过 4.096V * 1.066... 或~4.36V。 除了您创建的 OPA365电路的共模范围限制外、还需要满足此要求。

我在原理图上看到的一个观察结果是、您使用两个不同的接地层网。 您在设计中需要这么做是否有原因？

一般来说、我不建议使用具有精密 ADC 的分离接地层... ADS1158的模拟和数字接地引脚需要连接在一起、最好尽可能靠近以减少这些接地端之间的共接地阻抗。

分离接地平面的一个主要问题是、它通常会导致布线穿过接地平面中的间隙、进而抑制这些布线下方的返回电流流动、并使布线更具电感。 如果您坚持使用单独的接地端、请确保将它们短接在 ADC 下方、并且不要在任何接地层间隙或镂空上布线。

此致、
Chris