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[参考译文] ADC3422:ADC3422输出数据问题

Guru**** 2387830 points
Other Parts Discussed in Thread: ADC3422, THS4551
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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1205118/adc3422-adc3422-output-data-issue

器件型号:ADC3422
主题中讨论的其他器件: THS4551

您好!

我使用以下顺序测试了 LVDS 输出数据。

1) 1)设置寄存器009 = 0x01;
2) 2)设置寄存器70A = 0x01;
3) 3)设置寄存器00e = 0x60;
4) 4)设置寄存器00f = 0x00;
5) 5)设置寄存器00a = 0x11;
6) 6)设置寄存器00b = 0x11;
7) 7)设置寄存器006 = 0x02;

导线0 = 000、导线1 = 100 (预期为000)

Chang 设置

5) 5)设置寄存器00a = 0x22;
6) 6)设置寄存器00b = 0x22;

导线0 = 111、 导线1 = 011 (预期为011)

Chang 设置

5) 5)设置寄存器00a = 0x44;
6) 6)设置寄存器00b = 0x44;

线0和线1输出与预期的数字斜坡相同。

Chang 设置

5) 5)设置寄存器00a = 0x00;
6) 6)设置寄存器00b = 0x00;
7) 7)设置寄存器006 = 0x00;

将输入电压设置为固定为0V。
输出以约30~40 μ s 计数奇偶校验跳转。 (预期值应与之相近)

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    您好!

    您能否澄清您发现的问题? 如果您提供了在 HSDC Pro 中看到的测试模式、这也会有所帮助。  

    此致、Amy

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    我将测试模式全部设置为0、但看到100100100100... 线路1上

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    什么是 HSDC pro

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    您好!

    请提供您看到的数据、以便为我们提供更多信息。  您所需的配置是什么? 您使用的是定制设计还是 TI ADC3422EVM?

    此致、Amy

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    e2e.ti.com/.../7418.schematic.pdf

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    它是我的设计、不是 TI 演示。 我随附了原理图。

    I relady 的问题和配置详细信息在第一条消息中提供给您。

    很明显、当设置测试模式全为0或全为1时、LVDS 输出不符合预期。

    我不知道你还需要什么。

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    您好!

    我在实验室中对我们的 EVM 进行了设置、并使用斜坡模式测试图案对此进行了测试。 请参阅 TI HSDC Pro 软件中的附加捕获。 我导出了用于获取输出捕获的寄存器写入。

    此致、Amye2e.ti.com/.../ADC3422_2D00_RampChA.cfg

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    我不知道从你的结果可以得出什么样的结论。

    我在第一条消息中已经说过、数字斜坡与预期相同。

    我看到的问题是:  

    1)测试模式:全部0 (1和0之间跳线1)

    2)测试模式:全部1  (1和0之间跳线1)

    3)正常测试:设置固定和单端输入= 0V、LVDS 输出值来回跳转。

    您能解释一下吗?

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    您好!

    我现在了解了您的配置、我将在实验中测试这三个条件、让您知道我找到的内容。

    此致、Amy

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    您好!

    这是我最后看到的全0测试图形的结果。

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    此外、这是全1测试模式的结果:  

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    这是否与 您的结果匹配?

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    似乎匹配。 这是12位 ADC、为什么位11不同?

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    您好!

    我同意这一点、我在检查后发现了为什么"全1"和"全0"输出位11会有所不同。  

    ADC 以二进制补码形式输出数据、但 HSDC Pro 需要偏移二进制形式的数据。  

    .ini 文件中有一行名为"Data Postprocessing=1:2048"、可将其注释掉、以正确输出 全1和 全0测试模式。

    我在这里附上了该文件以及对应的全1和全0数据。

      e2e.ti.com/.../ADC342x_5F00_2W_5F00_12bit.ini

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    谢谢、我测试此模式的原因是我在正常测试期间遇到了问题。

    我将固定的0V 连接到 ADC 输入并使用偏移二进制形式、然后我预计输出应该为2048。

    实际上、我看到输出来回跳动、转动大约40次。  

    1、3、5、7、9 ...... 读取的采样点 ADC 数量为2028

    2、4、6、8、10 ......... 读取的采样点 ADC 计数为2068

    您可以在您的站点尝试一下吗?

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    ADC3422EVM 输入采用交流耦合、因此可阻止直流内容。 我无法在我们的 EVM 上测试此情况。

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    您好!

    以下是在没有模拟输入(即0V 输入)的情况下进行测试时的预期代码变化。  

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    因此您的测试结果非常稳定、最大变化为3。

    你有什么想法,为什么我的结果前后高达40计数?

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    您好、Liping、

    首先测量模拟输入引脚共模电压。 其值应为0.95V 左右。 如果其较低、则是一个问题。

    请根据原理图断开 ADC VCM 连接的所有放大器。

    只有一个放大器连接到 ADC VCM 引脚。  

    然后、在仅连接一个放大器的情况下测量模拟输入引脚上的共模电压。

    请验证并告知我们。

    谢谢。

    Rob  

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    Rob、您好!

    我使用振荡器和万用表在每个放大器处测量了 VCM 引脚。

    电压为0.953V、看起来非常稳定。

    到目前为止、我并未断开所有放大器。

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    您好、Liping、

    您能解释一下用作采样时钟源是什么吗? TI 建议您使用 具有低抖动的高质量源、以获得理想情况下的 ADC 性能。 从您发布的原理图中可以看出、您使用的是单端时钟。 但请注意、数据表建议"为了获得最佳性能、必须以差分方式驱动时钟输入、从而降低对共模噪声的易感性"(第43页)。

    此致、Amy

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    1.请看下面的讨论。 这就是我选择该时钟源的原因。

    https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1068911/adc3422-clock-selection-of-adc3422

    2.您可以从随附的数据表中看到。 该时钟具有低抖动、可满足要求。

    e2e.ti.com/.../ASTMLPA_2D00_18_2D00_50.000MHz_2D00_LJ_2D00_E_2D00_T.pdf

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    您好、Liping、

    您选择的 MEMS 振荡器的抖动规格具有皮秒级抖动;不过、ADS3422的孔径抖动要求为130fs。 这可能是您看到的代码变化的一个来源。 此外、请使用示波器测量振荡器进入 ADC 的时钟 Vpp 振幅。 我希望确认时钟振幅足以满足 ADC 需求。 如果您 提供示波器捕获来为我们提供更多信息、那也会有所帮助。

    此致、Amy

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    您好 Amy、

    这是时钟的测量以及抖动和 SNR 的计算。

    SNR 的最低要求是什么?

    此外、您对振荡器器件型号有什么建议吗?

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    e2e.ti.com/.../637_2D00_1770980.pdf

    这款器件是否应该更好?

    但它是2.5V、我认为它不会损坏 ADC、因为 LVDS 被电容器耦合、对吧?

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    您好、Liping、

    我认为最好使用类似这样或等效的振荡器、以便获得正确的 ADC 采样时钟振幅。

    www.crystek.com/.../clockdetail.aspx

    我还会尝试使用两个时钟输入引脚以差分方式连接时钟、并驱动单端时钟。 如上面的示波器图所示、这将使幅度减半。  

    谢谢。

    Rob

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    我不明白时钟振幅有什么问题。 这完全符合 ADC3422数据表。

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    您好、Liping、

     按照 ADC 的预期、对 ADC 差分进行计时会更好。 根据上面的原理图、对 ADC 进行单端计时。 因此、时钟输入振幅与测量值不同。 它大约是振幅的一半。

    我们将在实验实验室为您试用评估板并在下周早些时候与您联系。

    此致、

    Rob

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    您好、Liping、

    您能否测试 CLKP 和 CLKM 的直流电压?   根据数据表、时钟输入的共模电压应在0.95V 左右。  

    此致、
    伊克拉姆

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    您好、Liping、

    在重新阅读这篇文章之后、我相信您之前的未决问题仍然存在。

    您在上面的回答:

    因此您的测试结果非常稳定、最大变化为3。

    你有什么想法,为什么我的结果前后高达40计数?

    这是因为将模拟输入连接到双级放大器前端电路。

    放大器的固有噪声和放大器的增益、即使应用了0V、也会被 ADC "可见"并产生更多的代码变化。

    下面是另一个示例、参见图片、使用不同的 ADC 和放大器时、其代码变化在放大器通道上大于或小于9-10个代码。

    通道 A:放大器和 ADC

    通道 B:无放大器、变压器/平衡-非平衡变压器和 ADC

    希望这对您有所帮助。

    我们还在 ADC EVM 的实验室中获取了一些数据、并且您的时钟电路已经过验证、可以在您的应用中正常工作。

    此致、

    Rob

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    e2e.ti.com/.../test_5F00_wave.pdf

    尊敬的 Ikram:

    请参阅附件测量结果。 我看不出任何问题。

    但请检查并给出您的评论。  

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    Rob、您好!

    我正在使用电阻分压器测量~100V 至100V 的外部电压。

    这种类型的代码更改对我来说太大了。

    您有什么解决方案建议吗?

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    您好、Liping、  

    这些测量结果看起来没有问题。

    此致、

    Rob

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    您好、Liping、

    我认为我们仍需要验证电路板/ADC 是否正常工作。

    如果您可以将整个前端与 ADC 断开、然后看到有多少代码发生了变化、这种情况确实会有所帮助。

    这将有助于找到问题所在。 例如、请从提供给我们的原理图中删除 R12和 R12。  

    这将终止 ADC。 现在验证 ADC 输出上的代码更改。

    请尽可能更新我们。

    谢谢。

    Rob

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    尊敬的 Rob:

    我删除了 R12和 R14、结果好很多。 它大约是6个计数的峰间值。
    但我也对另一个频道做了同样的操作、我没有看到同样的改进。
    它仍然显示约40个峰峰值。

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    您好、Liping、

    您能告诉我们您观察的是哪个渠道吗? 您删除了哪些电阻器?

    我们预计、如果每个通道的放大器配置相同、则会产生相同的效果。 您是否在所有其他三个通道中看到过这种情况?

    -伊克拉姆

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    e2e.ti.com/.../5582.schematic.pdf

    请参阅随附的原理图。

    1)通道 D、 删除了 R12和 R14、观察:6个计数峰峰值

    2)通道 C、删除了 R53和 R55、观察结果:40个 计数峰间值

    3) 3)通道 B、未进行测试

    4)通道 A、保持电阻、观察结果:16个计数峰峰值

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    您好、Liping、

    感谢您掌握测量结果。 您能否尝试断开放大器电源(P5VA、M5VA)、然后查看每个通道的代码计数峰峰值是否较低?  

    -伊克拉姆

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    尊敬的 Ikram:

    删除 P5VA、M5VA 后、 测试数据:

    1)通道 D、3个计数峰峰值(2042~2044)

    2)通道 C、3个 计数峰峰值(2022~2024)

    3) 3)通道 B、未进行测试

    4) 4)通道 A、2个计数峰峰值(2038~2039)

    但通道 C 和 D 的平均值约为20个计数。

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    我目前的电源设计有什么问题吗?

    或者、您是否有其他电源适合我的应用?

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    您好、Liping、

    移除放大器电路的电源后、可以得知放大器仍会产生噪声。 它们可能会振荡...您可以通过再次施加+/-5V 来检查这一点、然后使用示波器查看放大器的输出情况。

    这进一步告诉我们、您的放大器电路会产生所有噪声、并且 ADC 本身没有问题。

    此致、

    Rob

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    尊敬的 Rob:

    您知道、在我的设计中、ADC 计数40大约为20mV。

    20mV 对于示波器测量而言太小。

    对于普通的示波器探头,即使你没有连接任何东西,有一些电压波形跳转。

    从先前的测试中可以看出根本原因应该是放大器电路。

    但如何改进呢?  

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    您好、Liping、

    为了清楚起见、 现在代码计数峰峰值减小了。 可能是由于放大器噪声、它之前发生变化、但现在它仅~2个代码。 如果通道(C 和 D)之间的偏移(~20个代码)是对的、您现在要尝试解决的另一个问题是?

    几个问题:

    -数字 LVDS 输出是否在接收器端以100欧姆差分端接(FPGA?)?

    -您的应用需要什么带宽? 根据我们对 ADC 的输入 RC 网络的计算、结果约为3GHz。 如果您的应用需要较小的带宽、您可以考虑增加电容器尺寸以获得较低的截止频率。 这还可以降低一些噪声、

    -如果可能,您能否分享完整的原理图,特别是电源电路?  

    此致、  
    伊克拉姆  

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    1) 1)并且如果通道(C 和 D)之间的偏移(~20代码)对吗?  [右侧]

    2) 2) 数字 LVDS 输出是否在接收器侧(FPGA?)端接100欧姆差分电阻? [是、请参阅下面随附的示意图]

    3) 3) 您的应用需要多大的带宽? 根据我们对 ADC 的输入 RC 网络的计算、结果约为3GHz。 如果您的应用需要较小的带宽、您可以考虑增加电容器尺寸以获得较低的截止频率。 这也可以降低一些噪声。 [只需测量50m,请建议 RC 值]

    4) 4)如果可能、您能否分享完整原理图、尤其是电源电路? [见下文附件] e2e.ti.com/.../1602.schematic.pdf

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    我不确定您是如何获得3GHz 附近的 RC 网络的。

    如果我根据以下 TI 应用手册进行计算、结果大约为50MHz。

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    您好、Liping、

    我将查看完整的原理图、并在星期五之前给您回复。

    此致、
    伊克拉姆  

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    Liping、我们认为不同通道的共模可能不同、因为您用相同的 ADC VCM 输出驱动放大器的 VOCM。 您可以考虑在此处添加一个缓冲器(与下图类似)、以确保此处每个放大器的共模电压更稳定。 否则、失调电压 可能是由 来自基于布局的电源的干扰引起的。

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    1) 1) ADC 的电流 VCM 输出具有足够大的电流驱动能力(10mA)、不确定这是不是根本原因。

    2) 2) 如果我们需要添加缓冲器、我应该将其放置在靠近放大器侧还是 ADC 侧的位置?  我是否应该为每个通道添加每个缓冲器、是否意味着4个缓冲器?

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    您好、Liping、

    根据布局、这可能是由于每个放大器的 VOCM 引脚与 ADC 的 VCM 之间存在长度差异而导致的额外电感。

    可以尝试添加更多电容。 您可以添加一个与100nF 电容器并联的0.1uF 电容器接地。 您还可以在 ADC 的 VCM 引脚添加一个0.1uF 和1uF 电容器以进行接地。

    然后尝试使用精密 DMM 在放大器的 VOCM 引脚处测量共模、查看是否存在差异。

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    1) 1)添加一个与放大器 VOCM C13并联的100nF 电容、没有改进

    2) 2)添加一个与放大器 VOCM C13并联的10uF 电容、没有改进

    3) 3)添加一个与放大器5V 电源 C18并联的10uF、未做任何改进

    4)在 C10上安装2.7pF,大有改进。