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[参考译文] ADS54J60EVM:不明原因的直流偏移

Guru**** 2383220 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS54J60EVM, LMK04828
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/1289985/ads54j60evm-unexplained-dc-offset

器件型号:ADS54J60EVM
主题中讨论的其他器件: LMK04828

大家好!

我们的 ADS54J60EVM FMC ADC 面临一个奇怪的问题。 在对从20mVpp 到1.9Vpp 的变化的输入信号(从理论上讲、应该为我们提供 ADC 的满量程的最大摆幅)进行采样时、我们将在大约50%的时间看到直流偏置/偏移。

请参阅下面的 FFT 频谱。 在"有问题"选项中、我们可以清楚地看到 SNR 由于直流偏移而减小、而另一选项显示其正常运行。

由于我们要从10MHz 的- 120MHz 范围内提取频率成分、因此在处理过程中会出现很大问题并且很难解决。

输入信号通常不具有直流分量(如果有、最高可能为10mV)。 即使它具有直流分量、无源平衡-非平衡变压器也不应该切断它吗?

这种行为是否可能是由于直流偏移校正模块故障所致? 我们尚未禁用它、因此默认情况下应该启用它。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/716690/ads54j40-ads54j40-interleaving-offset-correction-how-to-freeze

我们还会看到交错杂散、即使我们仅提供稳定的80MHz 输入射频频率也是如此。 我们不知道是否可以避免这种情况。

我们必须要做什么? 我们是否必须使用高通滤波器来完全切断直流内容? 我们是否必须使用低通滤波器来高于120MHz? 我们是否必须使用 SMA 直流阻断电容器? 我们仍在努力确定这是否应该预期。

  • 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。

    尊敬的 Anastasios:

    我会为您详细了解这一点。 您能否提供更多详细信息?

    您能否分享一下用于输入信号和输入频率(80 MHz)的内容。  

    您是否还能说明图中不同的布线是什么? 图例的区别是什么?

    此致、

    德鲁

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    尊敬的 Anastasios:

    请确认您使用的是我们的 ADS54J60EVM?

    您还可以将上述迹线的 FFT 发送给我们吗(幅度为 y 轴)?

    同时、我还建议查看此器件中有关直流校正块的应用手册:

    https://www.ti.com/lit/an/sbaa576a/sbaa576a.pdf?ts = 1699476778588&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F#:~:text=Per%20the%20ADS54J60%20user%20guide,clocking%20chip)%20and%20the%20ADC.&text=By%20default%2C%20the%20DC%20offset,visible%20above%20the%20noise%20floor

    此致、

    德鲁

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    尊敬的 Drew:

    我们确实在 Xilinx ZCU102 FPGA 的 FMC 连接器上使用了 ADS54J60EVM。

    输入信号是模拟 AWGN 的射频发生器和混频器的输出。

    上述频谱是 FFT 累积超过1秒的结果、FFT 大小为 N=1024、并且还具有填充零函数(即:只有64个样本输入到 FFT 内核中是非零、其余为零)。

    为了理解图例、仪表指的是与源的估计"距离"。 因此、在我们的射频发生器中、我们为蓝色波形提供了更高的正弦波 Vpp、然后为橙色信号提供了更低的 Vpp、为绿色信号提供了略低的 Vpp。 这种电源切换行为会以10kHz 的速率不断重复。

    只有当 Vpp 接近1.9V 时、才会出现"蓝色"波形。 在波形的其余部分、Vpp 更接近20mVpp-100mVpp。

    我们的问题是:发生这种情况是因为 ADC 在交流耦合模式下工作吗? 如前所述、我们的信号直流偏置可以忽略不计。 但我们不能将其真正设置为在直流耦合模式下工作、因为我们必须物理修改 ADS54J60EVM 板。 这是否正确?

    我还研究了直流校正块、发现另一个 TI 用户在另一个 ADC 上遇到了类似问题。 他通过完全禁用它来解决它。

    PS。 接近40MHz 的峰值是交错杂散、而不是谐波。

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    尊敬的 Anastasios:

    谢谢你所有的细节,然而,我们仍然不清楚的几件事,因为我们不习惯看这个格式的数据...

    这是有问题的图吗?

    如果是、则建议禁用 ADC 中的直流校正块、然后重新获取数据以查看这是否有用。

    这就是您如何实现该图? 哪一个看起来更好?

    要回答您的问题: 我们的问题是:发生这种情况是因为 ADC 在交流耦合模式下工作吗? RR:不是、ADC 本身就会进行直流耦合、这意味着它可以接受交流或直流耦合信号。 默认情况下、EVM 应具有无源平衡-非平衡变压器前端、因此应具有固有的交流耦合、直流阻断。 如前所述、我们的信号直流偏置可以忽略不计。 但我们不能将其真正设置为在直流耦合模式下工作、因为我们必须物理修改 ADS54J60EVM 板。 这是否正确? RR: 如果您认为直流阻断电容器可能对测试设置有所帮助、则可以使用直流阻断电容器、但如上所述、EVM 的模拟输入前端已经有了直流阻断电容器。

    此致、

    Rob

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    有问题的图是 DC FFT bin (频率0Hz)的 SNR 接近30dB 的图。

    否、我们未更改任何有关 ADC 配置的内容。 我们的系统运行超过1小时、并且在随机时间条件下、FFT 会给出"无法解释的"直流失调电压、从而使我们的输出数据受损。

    为了排除系统中的错误、我们使用了内部"仿真"ADC 块、该块提供原始样本(类似于 DAC 的输入模式)。 该实验中没有直流失调电压。

    这就是为什么我们假设直流校正块在某个点工作正常、但一段时间后发生了一些事情并提供完全错误的原始数据。

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    尊敬的 Anastasios:

    根据您最后一条评论: 这就是为什么我们认为直流校正块在某个点运行正常、但在一段时间后发生了一些事情并提供了完全错误的原始数据。

    系统中是否有任何东西发生变化? 例如、ADC 的频率或采样率是多少? 是否有电源电压等?

    谢谢。

    Rob

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    尊敬的 Rob:

    采样率不得更改、因为它源自 LMK04828块。 此外、高质量的5V 直流适配器还提供电源电压、使用示波器经过测试可完美地提供5V 电压。

    唯一改变的是 A_INP SMA 端口的输入信号的幅度。 不过 ADS54J60EVM 板没有主动冷却、因此在这方面、我们不知道这是否会起作用。

    塔索斯

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    大家好、Tasos

    我认为您的最后一句话是关键。 在设置 ADC 校准布线之前是否让电路板充分热浸?

    否则、并且在加电时对 ADC 进行校准、则电路板和 ADC 的热量会发生变化、ADC 校准将不再有效或适当。

    您能否在电路板热性能均匀后尝试校准 ADC。 然后看看振幅是否发生变化?

    另外、您是否曾尝试完全禁用校准块? 我看您是否已尝试以上方法、如果我漏掉了、很抱歉。

    此致、

    Rob