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[参考译文] DDC114:ADC 值漂移

Guru**** 1649650 points
Other Parts Discussed in Thread: DDC114, DDC264
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/1251217/ddc114-adc-value-drift

器件型号:DDC114
主题中讨论的其他器件: DDC264

我目前正在研究 DDC114的一个问题、在该问题中、ADC 值随着时间的推移而逐渐变化、如下所示。 此外、此漂移的范围在不同的板上有所不同。 这是否是 与 DDC114相关的已知问题? 如果可以、是否有任何潜在的权变措施可以解决此问题?

此外、非常感谢您推荐引脚兼容的替代 IC、它的性能比 DDC114IRTCT 更出色。

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    David、您好!

    您的垂直刻度为负... 您是说电流实际上正在流出 DDC 吗? 在执行此测试时、您的输入是否连接到了某个装置?

    您的水平刻度大约为2小时? 那么、图中是否显示输入端电流在2小时内下降了约4pA?  

    您的积分时间是多少? 可能是200ms?  

    此致、
    教育

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    尊敬的 Eduardo:  

    积分时间为2ms、输入范围设置为350pC。 纵轴显示通过以下公式得出的测量电流(以 pA 为单位):

      Current = ((((float) adc_output / full_scale_adc)* full_scale_picocoulombs * 1000000.0)/ integrity_time_usec;

    其中:

      FULL_SCALE_ADC = 4278190080.0

      full_scale_picocoulombs = 350

      integrity_time_usec = 2000

    水平刻度大约为2.5小时、是的、测得的电流在这段时间内下降了大约4.4pA。 输入是开路的、因此本质上、它只是测量噪声。

    仅供参考、电压基准不进行缓冲、而是通过一个5.6uF 电容器直接连接到 DDC114的 VREF 引脚、如下所示。 我知道不建议这样做、但这会导致输出漂移吗?

    此致、
    大卫

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    很抱歉,有些东西不匹配...

    其中  FULL_SCALE_ADC = 4278190080.0? 该器件输出20位、因此最大输出为~1M。 也许您会以不同的表示法(?)来表示这一点,但请用小数来简化讨论。

    我必须检查不缓冲基准的影响。 当然、它会对偏移产生影响、但不确定是否会随着时间的推移而漂移... BTW、漂移是由时间引起的还是由温度引起的? 我的意思是、所有电路板的漂移是否都是相同的? (您说它们各不相同、但不提供太多详细信息)

    此致、
    教育

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    抱歉、我忘记说我们是对原始 ADC 值应用滤波器、所以我们将 ADC 满量程因子乘以4096以简化一些计算。

    所有电路板上的 ADC 值都会出现漂移、但每个电路板都会显示不同的模式。 在同一段时间内、一些元件可能具有较小的漂移、而另一些元件具有较大的漂移、但保持一致的是、随着时间的推移、所有值都会逐渐减小(或变为负值更大)。 不过、我们观察到、断电后、ADC 值会在几小时后增加并恢复到原始值。 我认为这种行为不会受室温的影响、但我怀疑这与运行期间 ADC 升温有关。 你怎么看?

    此外、值得注意的是、每个开发板都具有不同的偏移、这可能是由于没有基准缓冲器造成的。

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    尊敬的 David:

    如果漂移大约为4.4pA 并且您得到2ms 的积分时间、则我们所说的是在2.5小时内的8.8fC 或25ppm。  

    我会根据规格表运行这些数字(尽管条件不完全相同)、但:

    • 它看起来不像偏置电流或偏置漂移、因为虽然它可能在规格(10pA)范围内、但对于您的所有电路板来说看起来都相当大(典型规格0.1pA)
    • 看起来与 PSRR 不同、PSRR 规格为每变化25ppm (您说的是电源、这是我第一个想法、但不是...)。  
    • 失调电压温漂规格(+/-0.5ppm/C 典型值、+/-3ppm/C 最大值)似乎未考虑这一点。 您是否检查过部件冷却是否使该值改变了这么多?
    • 我打算追求温漂稳定性、FSR/分钟为1ppm、最坏的情况。 这可能是原因所在、但 RC 行为看起来并不像(这更像是一个随机步行)。

    可能是基准输入趋稳了... 所有4个通道是否都一起移动且相同?

    从这个意义上说、我不知道漂移、但我从诸如 DDC264的较新器件中知道没有基准电压。 意味着不良结果。 因此、无论该主题如何、都请参阅 缓存器是必须的。

    此致、

    教育

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    尊敬的 Eduardo:

    在 ADC 中观察到的漂移似乎是由于未使用缓冲 Vref 造成的。 我使用单独的 Vref 和运算放大器构建了一个测试电路、以代替原来的板载非缓冲 Vref、并重复了测试。

    如下所示、尽管由于跳线较长而导致的失调电压高得多、但具有外部非缓冲 Vref 的 ADC 输出与板载 Vref 的结果显示了相同的漂移模式、也是非缓冲的。 相比之下、 具有缓冲 Vref 的 ADC 输出在~8小时的时间内显示了最小的漂移。  

    我想了解无缓冲 Vref 如何在 ADC 内导致此类漂移的背后机制。 您是否有任何见解或想法可以解释这种现象?

    使用非缓冲电压基准时的结果:

    使用缓冲电压基准的结果:

    此致、
    大卫

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    好! 谜题迎刃而解... 感谢您的更新。

    我昨天已将此问题发送给我们的一位设计人员。 他没有参与这个设备的设计,但不管怎样,他可能有一些想法。 当我回过头来时、我会告诉您。

    我会将问题标记为已解决、但不知道如果您同意、会发生什么情况。 可能会关闭该主题、因此、请等待几天...

    此致、
    爱德华多

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    David、您好!

    两位设计人员(器件的原始设计人员都没有)做出了一些推测... 但底线是没有简单的解释。 我们不知道。 基准不应影响偏移代码、因为当没有外部信号时、一切都是成比例的。 这也是奇怪的,这种变化是如此缓慢。 常数的电气时间常数。 我们可以 做得更深入,需要在您身边进行实验,并在我们身边进行分析(打开数据库等),这是没有意义的,因为按照 DS 上的建议解决问题...  

    此致、
    教育