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[参考译文] ADS1278:测量频率漂移

Guru**** 1630180 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1278, INA828, OPA320
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/1332522/ads1278-measurement-drift-with-frequency

器件型号:ADS1278
主题中讨论的其他器件: INA828OPA320

您好!

我们将注入300Vrms 交流信号。  当将输入交流信号频率从40Hz 更改为60Hz (不改变输入值)时 、我们注意到 ADC 值 RMS 正在变化

我们使用直接连接到 ADS1278的 INA 828 、如下所述

现在请注意、ADC 的时钟源自信号频率、因此我们可以在一个周期内拥有1024个样本

我们会看到、当 FS 发生变化时、从 ADC 读取的值也会

为什么??

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    尊敬的 Roman:

    根据您的简化原理图、我认为您可能会看到增益误差。  基准输入和通道输入都具有等效的差分电阻、这将通过这些路径中的外部50欧姆和100欧姆电阻器产生增益误差。

    根据您提供的信息、您似乎在使用高速模式。

    在40Hz 输入频率时、10.48576MHz。  对于每个加电通道、基准输入电阻将为13.4k Ω、而输入电阻将为36.0k Ω。

    在60Hz 输入频率时、15.72864MHz。  对于每个加电通道、基准输入电阻将为8.9k Ω、输入电阻将为24.0k Ω。

    60Hz 时的 RMS 值是否低于40Hz 时的 RMS 值?

    此致、
    N·基思
    精密 ADC 应用

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    您好!

    我们确实在高速模式下工作。

    我们知道输入阻抗变化、但我们面临 RMS 随频率增加的问题。

    我们的 注射电压为300V

    60Hz -> 测得的更高电压= 302V

    40Hz ->测得的电压= 299V

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    您好

    我们也尝试了这种配置、但得到的结果与

    当 Fs 为40Hz 时、RMS 值低于50Ha、在60Hz 时更高

    我们还尝试了与 ADC 串联的50欧姆短路、但没有变化?!

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    尊敬的 Roman:

    计算得出的 RMS 值随着频率的增加而增加、这意味着基准电压随着频率的增加而减小。  我在基准和 ADC REFP 输入之间没有看到缓冲器、因此这可能是问题的根源。

    使用好的 DMM、我建议您测量 ADS1278引脚、AINP、AINN 和 REFP 上的电压。  如果这是基准负载误差导致的、那么您应该能够看到基准电压降低约1%。

    如果大家可以寄一份更详细的原理图、我还有进一步的建议。  具体而言、ADC 输入引脚上使用的电容值是多少?

    此致、
    基思

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    Keith、您好

    感谢您的答复。

    关于基准电压、我们实施了方案、似乎不需要使用缓冲器、如下面 ADS1278的应用参考中所示、因此我们不认为 REFP 输入电阻是个问题

    我们的实现

    关于电压测试、因为它的差值非常低、所以通过 DMM 进行测量是不切实际的

    差值以亚毫伏为单位。

    在 AINP1到 AINN1中、我们的设计中没有电容器

    BTW 即使输入电阻在 AINP 和 AINN 之间从36k 欧姆变为24k 欧姆、也不会 对测量产生这样的影响

    由于串联电阻器仅为50欧姆 (如简化方案中所示)、我们还进行了设置= 50欧姆电阻器短路但未使用相同的 RMS 与频率漂移的测试。?!

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    尊敬的 Roman:

    根据您之前的数据、计算得出的读数漂移1%。  如果这是由于基准导致的、那么您应该会看到1%的漂移、即25mV。  但是、我同意根据您最新的原理图、这很可能不是原因。

    输入结构是一个开关电容器负载、它看起来像使用2.2nF 输入电容器时的等效电阻。  如果没有输入电容器、INA828和 VCOM 缓冲器的输出阻抗可能远高于50欧姆。  您应该在每个输入通道上包含一个2.2nF 电容器;该电容器将提供高频电流、而放大器将提供平均电流。

    您是否已将所有 AINx 输入连接到 VCOM 缓冲器?  执行这些测试时是否所有通道都已通电?  如果是、我建议关闭除1个之外的所有通道、然后重新运行测试。  这应该告诉我们 VCOM 缓冲器或 INA828是否会导致40Hz 和60Hz 测量值之间的读数差异。

    此致、
    基思

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    Keith、您好

    抱歉,由于我们 在输入中添加了2.2nf 电容器,因此需要一些时间来响应,但它实际上确实改善了结果。我们现在处于0.1%的范围内。  

     在测试过程中、所有 AIN 连接到 VCOM 缓冲器、所有通道都处于活动状态。 您认为"断电"是什么意思? 您是指将 VCOM 与 ADC 的其他通道断开?  
    这将导致这些通道进入饱和状态并变得嘈杂。

    有人认为、在测试中看到的结果是、如果我们在 AinP 和 AGND 之间放置一个1K 电阻器、那么结果是稳定的? 我但现在他们是随着振幅的变化,因为50欧姆串联,降低 AINP 0.5% ( V *50/1K):-(.

    您能否就如何实现 INA828与 ADC1278的直接连接提出建议?  
    非常感谢  

    罗曼

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    尊敬的 Roman:

    使用/PWDN 引脚关闭通道电源;这将关闭这些通道上的采样、从而降低 VCOM 缓冲器上的平均和动态电流负载。  根据您的原理图、我建议对通道1进行测量、并关闭通道4-8。  这将使 VCOM 缓冲器上的负载减少1/2。  如果 VCOM 缓冲器导致了误差、您应该会看到测量值有差异。

    关于 INA828、更详细地考虑该放大器的适用性、它将无法直接驱动 ADS1278输入并实现我认为您需要的精度。  为了处理来自开关输入电容器的高频电流、需要一个2.2nF 电容器。  这个电容器作为高频电流的电荷库。  遗憾的是、由于 INA828的带宽有限、它只能使用大约1k Ω 或更高的隔离电阻驱动该电容器、并具有良好的稳定性。  这将使用大约14k Ω 的 ADC 有效输入电阻产生较大的增益误差。  但是、由于您要调整 ADS1278的时钟频率、这将直接改变输入阻抗、导致增益误差发生变化。   

    出于这些原因、我建议在 INA828输出和 ADS1278输入之间添加一个高速缓冲放大器。  下面的示例电路显示了 INA828如何使用小隔离电阻器进行响应、以及使用 OPA320缓冲器大幅改善的响应。  OPA320仍需要一个50欧姆的隔离电阻器来驱动2.2nF 电容器。  这通常是可以接受的、因为任何增益误差都可以校准、但在您的用例中、您更改时钟频率、这也会改变有效输入电阻、从而导致此增益误差发生变化。  通过在 OPA320中使用双反馈方法、可消除较低输入频率下的增益误差、在本例中高达约2kHz。

    此致、
    基思