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[参考译文] ADS1282:本底噪声太大

Guru**** 1555210 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1282
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/1366979/ads1282-noise-floor-is-too-large

器件型号:ADS1282

工具与软件:

您好!

 

我们正在使用 ADS1282、并且想估算基线(本底噪声)以及输出数据存在问题。

 

硬接线配置:

 

ADC 基准设置为5V DC

AIN1+、AIN1-通过121R 连接到2.5V 基准电压

ADC 时钟设置为4.096MHZ

 

软件配置

CONFIG 0寄存器配置为 0xD9

 

D7                          1        连续导通同步模式[Continuous SYNC mode]

 D6                          1       保留

 D5:D3                   001        64KHZ  数据速率             表6第18页

                           D2 0       线性相位

 D1:                           选择了 d0 01 Sinc 滤波器

 

其他寄存器保持默认状态

 

当读取32位数据时,我们期望数据接近0 ,根据表13第26页的数据表,

但本底噪声相对较大、请参阅随附的示波器图。 黄色线是 ADC RDY;蓝色 SPI CLK;品红色是来自 ADC 的 SPI 数据输出。

 

您能告诉我们可能会出什么问题吗?

 

谢谢!

 

 

Iouri

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    尊敬的 Loouri Markin:

    今天是美国的假日、我们将在本周晚些时候回复您的帖子。 感谢您的耐心

    -Bryan

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    您好 Iouri:

    我想你的时间是不正确的。  在下一个/DRDY 变为低电平之前、您正在读取少于4个 CLK 周期的最后一个数据 LSB、这将损坏下一个读数。

    您要以64ksps 的速率运行、并且使用4.096MHz 的 CLK 时最大 SCLK 为2.048MHz、因此您没有足够的时间读取32b、并满足下一个/DRDY 下降沿之前的4个 T-CLK 周期。  在这种情况下、我建议您仅读取24b (在这些更高的数据速率下绰绰有余)。

    该过程应如下所示:

     在 SCLK 空闲为低电平时、主机 MCU 会监测/DRDY 上的下降沿(通过轮询或中断)。

    2. 在/DRDY 变为低电平后、延迟100ns 或更长、然后发送24个 SCLK (f-SCLK=SCLK)、主机在2.048MHz 上升沿捕获数据。  下降沿将下一位移出 ADC。

    3. 捕获24b 字后、将 SCLK 置为低电平、直到/DRDY 的下一个下降沿、然后重复步骤1-3。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    尊敬的 Keith:

    谢谢你的答复,让我尝试,我会建议

    此致、

    Iouri

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    尊敬的 Keith:

    再次感谢您的详细答复。 我已经修改了代码、以实现 ADC RDY 的归档边沿和 SCK 上升之间的24位和100nS 延迟。

    请查看以下示波器图和注释。

    若要进行 ADC 计数至电压转换、请使用以下公式:

    = 0.5 * 5V /(2^23 - 1)* 中、我假设 MSB 是符号位。  
    请告知此公式是否有意义。
    感谢您的支持。
    Iouri

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    您好 Iouri:

    由于您使用的是 sinc 滤波器、所以24b 代码除以2。

    PGA = 1时:

    = 0.5 * 5V /(2^22 - 1)* ;表示24b 有符号整数

    是二进制补码的十进制等效值(有符号整数)。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:

    我更新了计算公式、结果看起来不正确。

    我向 AIN0通道施加了250mV 差分正弦波250Hz V offset = 2.5V 直流、我从0获得相对较大的直流偏置、并且振幅看起来不正确。 请参阅以下内容

    输入级原理图:

    请检查并建议是否有什么东西看起来不正确。

    感谢您的支持。

    此致、

    Iouri

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    您好 Iouri:

    我建议使用示波器并相对于系统接地测量每个输入。

    我不确定根据您提供的数据会发生什么情况、但我们需要确认输入信号是否正确。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:

    谢谢你,你的答复。 我确实检查了每个输入的直流偏置、它是2.5V 直流;并且每个输入的交流分量为250mV 峰峰值(输入之间的180度相移)

    此致、

    Iouri

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    您好 Iouri:

    另外、还请直接在 ADC 引脚 AN1-和 AN1+上进行测量、以确保电压正确。  在没有输入信号的情况下、使用 DMM 测量 AN1-和 AN1+直流电平(相对于接地和差分、(AN1+)-(AN1-))、以确认接近0V。

    此外、在没有任何交流输入信号的情况下、记录几个读数以确认直流失调电压接近0V。  100k Ω 电阻器和1N4148二极管泄漏可能会导致直流偏移。

    最后、请 在文本文件中包含 ADS1282的原始输出代码。  这样、我可以确认您使用正确的数学运算转换为电压。

    谢谢!

    Keith  

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    尊敬的 Keith:

    感谢您的重播。 我确实测量了 C17引脚到 GND 的电压(请参阅上面的原理图、C17直接连接到 ADC)。

    使用 DMM 完成有交流信号和无交流信号的测量。 在这两种情况下、我都会  在两个输入端获得2.481V 直流电。  

    还请查找原始(无交流信号数据)数据、这是32位数据 ADC 数据 D23:D0映射到 D31:D8和 D7:0、用0填充。

     我这样做的原因是在 MSB 位置保留符号位,这样可以很容易地使用负数操作。

    此致、

    Iouri

    e2e.ti.com/.../putty_5F00_d1.log

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    您好 Iouri:

    您提供的数据似乎存在大约20mV 的偏移。  这可能是由保护二极管流过100k Ω 偏置电阻器的漏电流造成的。

    作为另一项测试、请在没有任何器件连接到电容器输入的情况下将3.5V 输入施加到正输入(R25/D6/D8节点)。  这应该为 ADC 输入(An1+=3.5V、An1-=2.5V)提供1V 差分偏置并记录几个值。  输入代码应显示为接近1V。

    此外、我使用以下表达式计算了输入电压。

    VIN =代码*2.5/(2^30-1)

    Vin = 8343040*2.5/(2^30-1)= 0.0194V。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:

    非常感谢您的答复

    1.向 AIN1+施加3.5V 直流电;

    2.用 DMM 差分电压994mV 测量。  

    3.收集和绘制数据似乎是可以的;

    请参阅以下内容  

    应用交流信号并获得错误振幅值时、我仍然遇到问题、此处有任何建议

    感谢您的支持。

    此致、

    Iouri

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    您好 Iouri:

    这看起来是正确的。  此时、函数发生器一定不能按预期工作。   

    我使用与您的配置非常相似的设置配置了 ADS1282EVM、并且没有发现任何问题。  请注意、我没有对信号发生器进行交流耦合;它是直接连接的差动输出(200mVpp)、共模电压为2.5V。

    也许可以提供一个连接图、显示如何将函数发生器连接到 ADC 输入。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:

    感谢您的答复。 我们使用的是 Rigol DG992函数发生器。  发生器有2个通道输出、能够同步通道来生成差分信号。 发生器 CH1直接连接到 ADC_N (C15)和 GND;CH2连接到 GND 和 ADC_P (C16)。

     我做了一些更多的测量,请见波纹。

    评论不多

      两个通道上的直流偏置均设置为2.5V。   

     使用示波器在 C17上完成振幅测量

    请回顾并评论  

    此致、

    Iouri

    100Hz 680mV 差分电压

     

    250Hz 680mV

    660mV

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    您好 Iouri:

    由于您可以在每个发生器输出通道上设置2.5V 偏移、因此我建议连接电容器 C15 / C16的另一侧以消除交流耦合。  这将与我在 EVM 上进行的测试非常相似。

    ADC 也可能损坏、需要更换。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:

    感谢您的答复。

    我已移除 C15、C16、并将来自发生器(100 Hz 680mV 差分;每个通道上的2.5V 直流偏置)的信号 直接施加到 R23、R25、结果如下:

    请注意、以下提及的振幅是 C17上的测量值:

    更改为1100mV

    感谢您的大力支持!!!

    此致、

    Iouri

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    您好 Iouri:

    我目前没有任何其他建议。  您似乎获得了良好的信号、但缩放不正确。  我会建议更换 ADS1282、但1V 的直流测量值是正确的值。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:

    感谢您的答复。 让我尝试得到另一个板,我会在几天内建议

    此致、

    Iouri

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    尊敬的 Iouri:

    还可以

    Keith

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    尊敬的 Keith:

    看起来我的问题与振幅相关、是连接到引脚 CAP+和 CAP-的电容器的值、我认为我使用的值似乎过高、 请参阅以下屏幕截图。 我将其更改为10nF 并移除 R33和 R28、这有助于频率响应。

    您能对此发表评论吗? 此外、如果有任何与高/低截止频率(-3dB)相关的规格?

    请在您方便时尽早告知。

    感谢您的支持。

    此致、

    Iouri

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    您好 Iouri:

    是的、100nF 将影响 ADC 输入的带宽、而电阻器将进一步衰减信号。 100nF 差分电容器将产生2.6kHz 的3dB 带宽。  如果您使用的电容值较高、这肯定会在250Hz 时衰减信号。

    此致、
    Keith

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    尊敬的 Keith:

    我想我现在很好。 感谢您的支持

    此致、

    Iouri