[参考译文] ADS127L21：ADS127L21在使用多路复用器时会表现出较长的稳定时间

嗨、 Keith  

为此我需要道歉；原理图中 C6的注释标记错误、实际上是220pF。  从 C12复制其符号时发生了错误。 这是我的错

C5、C6、C11、C14、C15和 C19都是 C0G 型电容器。 在 我的设计中、我已使用以下参数配置 ADS127L21：

8MHz 外部时钟、中速模式、 sinc3滤波器、 OSR=80000、 REF&AIN 缓冲器打开、  启动/停止控制模式、  空闲模式。

因此、数据速率为50sps、sinc3滤波器的延迟应为40ms。 此外、sinc3滤波器的延迟不会反映在输出数据中、第一个数据已经是延迟数据。

此致

您好 Zhenrong：

正常。 假设您在更改 MUX 通道设置后使用 START 命令、数字滤波器将在不到40mS 内稳定下来。

根据原理图、您使用的是5V 基准电压。  在这种情况下、您无法使用 REFP 缓冲器、因为它需要 AVDD1电源提供0.7V 的余量。  此外、使用 AIN 缓冲器时、AVDD1=5V 时电压限制为0.1V 至4.9V。  我不确定这是否导致了稳定问题、但确实需要纠正。

我会开始查看输入链。  使用示波器并测量 C13上的 REF 输出以及 U4a 和 U4b 的输出、查找任何类型的严重误差(如过冲/下冲以及振荡)。

此外、由于输入放大器和基准缓冲器均由+25V/-5V 电源供电、因此您需要确保输出不超过 ADS127L21的绝对额定值。  在单个5V 电源下、该限值将为-0.3V 至+5.3V。  我建议在这些放大器的输出端添加肖特基钳位二极管、以在输入悬空或一些其他瞬变的情况下保护 ADC 输入。

此致、
Keith  

尊敬的 Keith：

我已禁用 REFP 缓冲器和 AIN 缓冲器、但问题仍然存在。

这是 ADC 寄存器配置。

这是数据采集的结果、MUX 开关命令和数据采集命令之间没有增加延迟。  数据速率为50Hz、但每个显示的数据点都是10个数据点的平均值、因此每个输出数据之间的间隔为200ms。

然后、我使用示波器测量了信号输入链。

这是 MUX 发生变化时 U2和 C13引脚3上的电压变化、以及它们在不同的时基条件下的放大视图。

这是 MUX 发生变化时 U2引脚3和引脚6上的电压变化、及其在不同时基下的放大视图。

这是  多路复用器发生变化时 U5的 AIN_P 和 AIN_N 上的电压变化及其在不同时基下的放大视图。

信号输入链似乎没有问题。

您好  Zhenrong：

示波器图显示没有明显的振荡问题、这些问题有时会在由 ADC (如 ADS127L21)取平均值时显示为较小的偏移量。  不过、示波器没有足够的分辨率来观察几十次 UV 变化。  为此、您需要一个良好的台式 DMM、可对单个 UV 级别进行极低噪声测量。

建立时间处于2ppm 之内、然后需要几秒钟才能稳定在您的测量的噪声水平之内。  输入信号链中很可能出现了这种情况。  

您的测量值是10V；这是基准电压吗？  输入多路复用器可能会因多路复用器输出端的电容而导致电荷反冲。  这可能会导致基准具有较长的稳定时间来恢复到低于1ppm 的水平。

此外、您用于缩放10V 输入的电阻器的物理尺寸是多少？  如果它们是0402或更小、可能会出现热漂移变化、这可能导致建立时间过长。  在这种情况下、您需要使用较大的电阻器封装或较低的热漂移电阻器、以便缩短较长的稳定时间。

此致、
Keith

嗨、Keith

如图所示、测得的10V 电压来自 DAC 的放大输出、即 DAC_VOUT。 用于电压调节的电阻器的尺寸均为0805、无论是输入链还是输出链、温度系数均为10ppm。  

C26是 KEMET 提供的 C0G 电容器、C25是 KEMET 提供的金属化聚酯薄膜电容器。 我曾尝试用钽电容器替换 C25、或使用分流10nF C0G 电容器、但没有改善。  

我还尝试过使用两节串联的锂电池(约8V)作为输入信号、也会出现相同的现象。

TMUX7209的电荷注入仅为3pC、我认为对于我的设计而言、这应该足够低。 不过、我注意到它的电容超过100pF、这是问题的关键吗？

此致

您好  Zhenrong：

100pF 可能是问题的一部分。  由于这是 DAC 输出、而不是更改通道、只需保留 DAC 输入上的输入通道、然后将 DAC 值从0V 更改为10V；这将消除任何多路复用器问题。  假设1uF C25的电介质吸附不会导致最终值的建立时间较长、则总建立时间应小于1ms。  如果是、您可以移除1uF 电容器并再次检查。

此致、
Keith