[参考译文] ADC12DJ2700EVM：基线瞬态响应

尊敬的 Andreas：

在从 AWG 输入脉冲到 LMH 时、可以预计到这一点。 但可以肯定的是、您能否给我们发送一些图片或详细的测试设置方框图、以及器件型号/型号等

谢谢。

Rob

尊敬的 Rob：

非常感谢您的支持。

这意味着、当对 LMH 应用来自 AWG 的脉冲时、可以预期。
我同意、如果它距离边缘只有几 ns 的话。
达到正确电平所需的时间实际上在20到60秒之间。

我们还使用10µV μ A 分辨率万用表测量了 ADC 输入端的信号。
P 和 N 之间的直流电平在不到1秒内保持稳定。

可以在下图中找到评估模块的器件/型号以及测试设置。

版本 A 的电路板上

测试设置：

我们完成了额外的测量。
您可以查看直方图平均值在稳定基准之间的差异(之前没有级别转换)
和尚未稳定的基线(电平转换后)。
这里显示了3个不同的基线位置和过渡方向的情况。

ADC 模式始终为 JMODE0。
图片显示了单通道和通道 A/B 直方图。

从低电平转换为高电平后的高基线：

高基线在以下条件之前未发生过渡：

从高电平转换为低电平后的低基线：

低基线在以下条件前无过渡：

从高电平转换到中电平后的中间基线：

中间基线在以下条件前无过渡：

此致
Andreas

尊敬的 Andreas：

感谢您的更新、很抱歉耽误您的时间。

您是否可以使用 DMM 测量放大器上的输入和输出直流共模电压、连接 AWG 等测试设置？

此致、

Rob

尊敬的 Rob：

现在我们有了放大器 EVM 的共模测量结果。
在进行测量时、我们使用了 Beamax MC2万用表。

1.在 AWG 输出下、LMH3401EVM 上的接地电压测量值：50S 低+ 50S 高：

AWG 设置低电平-125mV
IN+=-125.5mV (来自 AWG)
IN-=-78.7mV (50R 已端接)
OUT+=+181.63mV
输出=-199.12mV

AWG 设置高电平+125mV
IN+= 123.1mV (来自 AWG)
IN-= 76.4mV (50R 端接)
OUT+=-200.65mV
OUT-=+181.75mV

输出共模电压的计算：
AWG 设置低电平
Vdiff = 380.75mV；Vdiff /2 = 190.375mV
Vcm = OUT (+)- Vdiff /2或 OUT (-)+ Vdiff /2
Vcm =-8.745mV

AWG 设置高电平
Vdiff = 382.4mV；Vdiff / 2 = 191.2mV
Vcm =-9.45mV

在 AWG 信号的整个50秒低时间和50秒高时间内、SMA OUT (+/-)测量值稳定在+- 50µV 以内。
也请查看下面的视频。
它显示了 AWG 信号切换前几秒到后几秒的 Beamex。

e2e.ti.com/.../20230328_5F00_144024_5F00_1.mp4

2.测量了端接 IN+和 IN- 50欧姆时 LMH3401EVM 上的 GND 电压：

IN-=-1.9mV
IN+=-1.55mV
OUT+=-9.3mV
OUT-=-9.0mV

希望这对您有所帮助。

此致
Andreas

尊敬的 Andreas：

很抱歉耽误了时间,我正在检查一些事情,会回来给你。

我从上面的测量中了解到：

1.是否已将 AWG 连接至 LMH 器件？

2. AWG 是否未连接到 LMH 器件？

此致、

Rob

尊敬的 Rob：

是的、正确。

我应该已经提到、作为端接、我们使用了不带链的 SMA 插头端接50 Ω。

此致

Andreas

尊敬的 Andreas：  

对于放大器、Vocm 引脚上的电压是多少？ 如果它被保留为缺省值、它将被设定为1/2 Vs、在一个+/- 2.5V 电源的情况下、这个值将为0V。 为了正确匹配 ADC 输入、应将 Vocm 引脚电压设置为 ADC 的输入共模电压。  

此致！  

雅各  

您好、Jacob：

LMH3401EVM 的 RTCM 电阻器设置为0欧姆。 因此、LMH3401的输出共模电压控制输入引脚 CM 设置为 GND。 我在 CM 引脚上测量到0V 至 GND。 测得的输出共模将确认 CM 输入端的设置。

根据数据表、ADC 的输入共模电压 Vcmi 的标称值应为0V。 LMH3401EVM GND 通过 SMA 电缆连接至 ADC EVM GND。  我认为测得的-10mV 的 LMH3401输出共模电压与 ADC 的标称输入共模电压非常匹配。

您可能会问、通过两个 SMA 机柜的两个 EVM 之间的 GND 连接是否太弱。 但是、我们也在我们自己设计的板 IS1354上观察到所述问题、其中 LMH3401 GND 和 ADC GND 是常见的强 GND。

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

我同意、两个 EVM 之间的接地连接良好、应该不会出现问题。

如果您断开每个 EVM 并测量注释模式电压、则需要分别为每个 EVM 测量什么？

谢谢。

Rob

尊敬的 Rob：

如上所述、在不与 ADC-EVM 连接的情况下、LMH3401EVM 的共模电压：

测得的到 GND 的直流电压(端接 IN+/IN- 50欧姆)：

IN-=-1.9mV
IN+=-1.55mV
OUT+=-9.3mV
OUT-=-9.0mV

开路/未连接的 ADC 直流耦合输入测得的直流电压：

1.通过 USB 设置之前(默认打开电源)
INA+= 0.52mV
INA-= 0.5mV

2.通过 USB 设置后(10分钟后预热)
INA+= 0.54mV
INA-= 0.69mV

所有测量都是使用 Beamex 完成的。

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

我正在与 Rob 合作并对其进行研究。 我们 用 ADC 来设置 LMH3401 、发现当从放大器到 ADC 之间有耦合电容器时会发生这种情况。

您曾提到它是直流耦合、您能否确保放大器到 ADC 之间没有交流耦合电容器。 该路径中的平衡-非平衡变压器也可能导致该问题。

此外、您能否将其插入振荡器、并检查充电/放电工件是否仍然存在。 一些 AWG 可能在这些低频的值不一致。 如果您尝试更高一点的频率、它是否仍然有相同的问题？

此致、
Ikram

尊敬的 Ikram：

EVM ADC 输入配置为直流耦合(R179/R180 = 0欧姆、R1/R4 = DNI)。 信号路径中没有耦合电容器或平衡-非平衡变压器。 请查看我们的上图。 该信号在每50个产品中显示一个直流电平、与 ADC 满量程的距离小于20%。

我们使用非常精密的(Beamex)万用表测量了 AWG 信号直流电平。 两个直流电平在50µV 小于1s 的范围内保持恒定、精度为+-1 μ V。

我们还使用自己的数字转换器电路板 SIS1354进行测量。 模拟输入级和 ADC 的电路与评估板相同、此外、我们可以通过偏移 DAC 在 LMH3401处馈送直流电平、从而调整 ADC 基线。 我们可以使用 DAC 生成相同的信号并观察相同的效果、而不是使用 AWG。

非常感谢您的支持。
此致、

Andreas

Andreas、根据我们在实验中的设置、 这些是我们在500Hz 时通过直流耦合信号获得的结果。  




在您的设置中、您能否尝试将 频率设置得更高一些、看看是否会造成相同的效果？

-伊克拉姆

尊敬的 Ikram：

感谢您的测量。 您仍需要更改某些内容才能看到问题。

1.您的图片显示的时间间隔为100µs μ s。
我们观察到的效应在几秒钟内只可见。

2.您的图片显示了几乎整个级别范围。
我们观察到在大约10到15个 ADC 计数的边沿之后、直流电平的变化非常小。  为此、您必须缩放至直流电平。

请阅读本主题开始时对问题的详细描述、并查看图片。

为了展示该效果、我们在该图中为每个数据点取了100万个样本的平均值。 然后、我们必须缩放振幅以使少数计数可见。

此致、

Andreas

尊敬的 Ikram：

我想补充一点：

我们仅每137ms 获取100万个样本(编程的100ms +某种操作系统时间)。
如果不取平均值、小幅直流电平变化就不会产生噪声。

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

只是需要说明一点、您是否希望按照此图中圈出的值对此粒度进行采样？ 这是您的问题吗？

此致、

Rob

尊敬的 Rob：

>>只是要明确,你的担心是你正在采样

>>如图中圈出的这种粒度？ 这是您的问题吗？

否！

我们注意到/测量的是、在输入电平改变后、直流电平的转换值不会立即保持恒定。

我们使用波形发生器每50秒(10MHz)改变一次输入端的电平、这样我们得到的样本值大约介于 440并约 3650.

我们的测量方法：

请参见下图。

大约每137ms、我们采集1、000、000个样本(200us)、然后对其求平均值。 我们在时间戳 X 的图中将此平均值输入为 y 值

在图/图像中可以看到电平变化(样本值从~3650到~440)后前13秒的一部分。

可以清楚地看到、平均值只有在大约13秒(衰减时间~ 13秒)后才近似稳定。

如您所见、基线漂移约为10个计数。

如果我们执行同样的测试、电平变化量只有一半大、那么基线变化量也只有一半大(~5个计数)。

我们的问题是：

1. "基线"取决于"历史记录"(脉冲高电平和脉冲长度)
2. 如果我们移动具有 FED 偏移的基线、那么我们必须等待超过13-20秒才能获得基线的"正确"值。

我们正在讨论的是只有在平均模式下才能检测到的极小计数、否则在 ADC 的正常噪声中看不到它们。

但是对于我们的客户(应用)来说、这起着重要的作用。

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

感谢您提供所有其他详细信息。 这有助于我们开始更好地了解问题。

我们将开始在实验中实施您的特定设置。 但是、我们仍需要一些详细信息。

您在 JMODE0中使用的采样率是多少？ 是否设置或修改了任何其他 ADC SPI 寄存器？

如果是、请将问题转发给我们、以便我们可以在工作台上重新创建问题。

此致、

Rob

尊敬的 Rob：

采样率为5GSPS。 (2.5GHz 时钟)
配置文件时钟：
LMK04828_JMODE0.cfg (无修改)
LMX2582_2500MHz.cfg (无修改)

配置文件 ADC：
ADC12DJxx00_JMODE0.cfg (已添加内容)
文件附加在此处。

e2e.ti.com/.../6457.ADC12DJxx00_5F00_JMODE0.cfg

不再修改寄存器。

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

我们正在编写测试脚本、下周早些时候我们会与您联系。

谢谢！
Ikram

Andreas、

您能否使用示波器测量此脉冲发生器的上升时间并报告结果？

谢谢、Chase

尊敬的 Chase：

10/90%电平的上升/下降时间约为8ns。 这里是测量的示波器截图。

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

感谢您告诉我上升时间。 先简单说明一下我们这边的状态。 关于如何处理这个问题、我们内部已经进行了一些讨论。 由于我们的评估平台并非用于采集较大的数据采集深度(例如10^12个样本)、因此我们无法轻松测量此值。 由于我们的测试平台软件的架构、我们不得不发挥创意来寻找一种方法来复制您的测量结果、但很遗憾、这可能需要一些时间。

您使用哪种 FPGA 开发套件来执行这些测量？ 如果可能并且愿意、我们可能最好考虑修改您的 FPGA 固件、以便它能与我们可以访问的某个开发套件配合使用、即如果我们无法访问您的具体固件。

谢谢、Chase

尊敬的 Chase：

我们也不能在5GSPS 下采样10^12！

请再次查看下图：

我们每137ms 仅获取10^6个样本。
1 / 0.137ms =每秒7.3次
7.3 * 1.000.000 * 2字节= 14.600.000字节/秒* 8位= 117MBit/s

我们仅选择10^6个样本的量来对噪声求平均值。 但即使采样数量少得多、这也应该足够了。

因此、我认为您的 FPGA 套件很合适。 因此、您只需略微更改软件。

当然、这也需要一些时间。 感谢您的支持。

此致、

Andreas

抱歉、

正确是-->1/0.137s =每秒7.3次

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

我知道并理解时机。 问题在于我们的评估软件无法在137ms 的窗口内捕获和保存大量数据。 因此、我们无法按顺序捕获10^6个样本的聚类。 除非创建了完整的 FPGA 应用程序专门用于测试、否则我们将无法捕获单个周期的真正稳定时间。 我们将不得不尝试沿着不同周期的不同段进行捕获。 想象一下、从一个周期中取10^6、从可能的21个周期中取下10^6、从第41个周期中取下10^6、等等 由于您遇到的趋稳过冲是周期性的、这种方法会起作用。  

但是、遗憾的是、没有办法以这种方式触发外部设备、因为我们将在每次捕获时触发后、对相同~200us 的数据进行采样。

我们面临的挑战是找到一种方法、让我们的评估平台从未用于快速/实时采集、能够对上升沿与输入源特性相似的 STEP 函数进行采样、但精确地以137.2ms 的周期性间隔移动硬件触发。 这将使您在大约~13秒(您的稳定时间)内针对137.2ms 的每一部分采集10^6个样本的数据。 我们仍在讨论可能的解决方案来重复这一做法。

谢谢

Andreas、

我想只要这段时间并不一定是一个精确的137.2us，我们就可以把这样的东西放在一起。 如果此7.3Hz 采样率可以以7.2Hz 或7.4Hz 的频率进行采样、那么我认为我们可能有一种解决方案可以实现此延迟、即通过微控制器、使用写入的代码来延迟进入 FPGA 的触发器、从而传递脉冲发生器的 TRIGGER_OUT。 我问这个频率不同于7.3Hz、因为我不确定我们可以直接访问的任何 MCU 的功能。 我不确定这个137.2us 周期的限制、但我想只复制您的实验来查看是否存在任何趋稳、这应该足够了。

谢谢、Chase

尊敬的 Chase：

我想,你可以选择几乎任何时期,如果它不是太长。
但每秒可完成2...5个样本是有意义的。 样本之间的间隔也不完全是137ms。 这是计算值。 为此、我们将 AWG 信号的50秒高/低电平时间除以记录的200µs 个周期数。
在我们的软件中、已对100ms 的"睡眠"进行编程。 其余时间是由代码处理引起的延迟。 到达大约137ms。

我们希望观察持续高达50度的缓慢效应。 因此、时间分辨率的精确度和确切度并不那么重要。

为了观察效果、样本数也可以小于10^6。

此致、

Andreas

尊敬的 Andreas：

LMH3401放大器设计人员提供的一些新信息...

LMH3401基于 SOI 工艺进行构建、由于存在热尾线、会表现出长期稳定。

我计划在 本周早些时候与这位设计师交流、并向您介绍最新情况。

有没有其它方法能让您仅使用 ADC 来测试您的电路、并将放大器排除在测量之外？

谢谢。

Rob

尊敬的 Andreas：

感谢您提供的数据、我要问的是用于绕过放大器并直接将直流耦合到 ADC 的脉冲发生器型号或测试设置？

谢谢。

Rob

尊敬的 Rob：

脉冲发生器是 Agilent 33522A。
发生器的两个输出被直接连接到 ADC-EVM 的 INA-(J3)和 INA+(J1)。

我们仍然使用前面所述的测试设置、但没有使用 LMH3401EVM。

此致、

Andreas

感谢 Andreas、  

我只是想确保您在使用和不使用 LMH 的情况下使用相同的脉冲发生器。  

我们将与 ADC 设计人员讨论、以获取有关这方面的更多信息。 我们将在几天后与您联系。

此致、
Ikram