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工具与软件:
对于此电路、我们有一个+/-7.5VDC 输入的信号、想要在 ADC 上读取它。 我们通过 AMC1350DWVR (U39)发送输入信号、以便将信号与数字接地隔离。 然后、我们使用 THP210DGK (U44)通过增益为1.25的低通滤波器进行发送。 然后、该电压流经 AAF 电路 R263、C356、R338、C324和 C331并进入 ADS131A04 ADC (U139)。
对于 ADC、我们假设 Fmod = 2.048Mhz、并将 OSR 设为2048、以1000Hz 的频率进行采样。
我们面临的问题是、当它到达 AAF 滤波器时、我们的电路不再是线性的。
下面是我为进行故障排除查看的电路中的4个点。
输入(蓝色):模拟链的输入、以-0.5VDC 为增量从-6.5VDC 变为0VDC。
AMC1350输出(橙色):AMC1350 (U39)的输出
THP210 OUT (浅蓝色):THP210电路的输出、U44
ADC 输入(绿色):ADC 的输入
从这些图表中、我注意到在 ADC 输入范围内一切都是线性的。 我已经尝试在 ADC 之前调整 RC 电路的截止频率、但运气不好。
下面是用于上图的数据测量值。 这幅图显示除了 ADC 输入电路之外、增益与设计目标相似。
输入 |
AMC1350输出 |
THP210输出 |
ADC 输入 |
-6.497. |
-1.6116 |
-2.0016 |
-1.7798 |
-6.004. |
-1.4887 |
-1.8491 |
-1.6847 |
-5.508. |
-1.3656. |
-1.6963. |
-1.5849. |
-5.0095 |
-1.2424. |
-1.5431. |
-1.4765 |
-4.5112 |
-1.1186. |
-1.3894. |
-1.354. |
-4.0141. |
-0.9952. |
-1.236. |
-1.2176. |
-3.5026. |
-0.868 |
-1.0782. |
-1.0696 |
-3.0159 |
-0.7471 |
-0.928 |
-0.9247. |
-2.5174 |
-0.6232. |
-0.7742. |
-0.7732. |
-2.019. |
-0.4994. |
-0.6202. |
-0.6199 |
-1.519. |
-0.375 |
-0.4659. |
-0.4656 |
-1.0182. |
-0.2506. |
-0.3114. |
-0.3113 |
-0.5166. |
-0.126. |
-0.1566 |
-0.1566 |
-0.0153 |
-0.0015 |
-0.0019 |
-0.002. |
e2e.ti.com/.../AMC1350_5F00_Voltage_5F00_Monitor.TSC
这是我在实施电路前用来测试电路的 TINA 模型。 我的电路中没有 ADC、但使用了输入电容和阻抗、通过直流分析可以看出它是线性的。
尊敬的 James:
欢迎来到 E2E 论坛。
我没有看到您提到的这些组件(R263、C356、R338、C324和 C331)的任何电路。 您上传了还是错过了? 或者它们的值与 TINA 中的仿真电路中显示的值相同?
断开 ADC 与 AAF 的连接后、您是否检查了 AAF 的输出?
此致、
戴尔
不要认为我的附件起作用了。 此处是这些组件的屏幕快照。
我在与 ADC 断开连接时进行了检查、工作原理如仿真所示。
尊敬的 James Frisbie:
Dale 今天离开办公室、周一返回。 然后、他将审核您的回答
-Bryan
尊敬的 James Frisbie:
感谢您的耐心。 我注意到、您不使用负电荷泵、因为您直接将 VNCP 引脚短接到 AVSS。 您是否可以 从 AVSS 断开 VNCP 引脚、并将一个270nF 电容器插入 AVSS、然后出于测试目的将 VMCPEN 位设置为1来启用负电荷泵? 只需在更改后重复测试、让我知道结果、谢谢。
-戴尔
我们使用双极模拟电源。 在第81页、如果我读数正确、其中一个"不要"的做法就是使用带有双极模拟电源的电荷泵。
我认为这与共模电压偏移有关。 我的 THP210DGK 使用的是2.5V 共模电压。 我原本期望、因为 ADC 启用了4V 内部基准、因此我能够摆动+/-1.5VDC 的电压、但事实并非如此。 由于我们使用的是双极电源、是否仅具有+/-2.5V 范围(包括共模电压)?
尊敬的 James:
是的、此 ADC 可以支持双电源。 我所问的只是用于测试目的。
我今天上午刚刚注意到2.5V 共模电压、您的信号通过具有2.5V 共模电压的 THP210转换到0~5V 范围、因此、您实际上 不需要为 ADS131A04 ADC 使用+/-2.5V 电源。 在禁用内部电荷泵的情况下、可以为 ADS131A04使用单个+5V 电源(AVDD=+5V、AVSS=GND=0V)。
此致
戴尔
我认为这是共模电压。 我们在 ADC 2.442V 上设置了内部基准、这是导致这个问题的原因。 我正在调节 THP210的增益和共模电压、以便 ADC 看到整个模拟链信号。 此外、 我还尝试了更改 THP210、以便 V+和 V-上具有+2.5V 和-2.5V 电压、且 VOCM 输入为1.25V、这也起作用。 我注意到、当我将 THP210 VOCM 接地时、其共模电压为~μ V、但随着差分信号的增加、它会上升到~1V。 我现在有几个问题:
1. VOCM 接地时 THP210的共模电压是多少?
2.是否有我应该使用的配置以获得最佳精度?
尊敬的 James:
THP210的 VOCM 是用于输出共模电压控制的输入、当 THP210由单个5V 电源供电时、您不应将其连接到接地、但当 THP210由双电源(例如+/-2.5V)供电时、您可以将其连接到接地。 我不是 THP210的期望也不适合担任 THP210支持工程师、您必须将有关 THP210的问题发布到放大器 E2E 论坛。
AMC1350的输出是差分模拟输出、因此 可使用以下选项之一来测量 AMC1350的信号:
您现有的原理图混合在一起、以使用第1个和第2个选项。
BR、
戴尔
我想我找到了第四个选项,似乎有效。 我将 THP210保持在+5和 GND、因为它不会导致 PCB 旋转。 然后、我在+2.5V VOCM 信号上使用分压器来创建1.25V 的偏移。 这样、我就可以创建具有1.1V/V 增益的增益级、而我的信号在1.25VDC 下应具有+/2.2V 信号参考。 对于 AIN+、它的最大电压为2.35V、不应再削波或超过我们在基准处使用的差分+/-2.442。 您是否看到此方法有任何错误、或者您认为最好转到选项2? 我已在实验室中进行了测试、并获得了类似的结果、但到目前为止、我仅在环境温度下进行了测试。
尊敬的 James:
对于第四种选项、您是否是指 输入 ADC 的信号以+1.25V 直流(Vcm)扫描 、差分电压为+/-2.2V? ADC 是否仍然使用+/-2.5V 电源供电?
BR、
戴尔
是的、AINxN/P 的峰值电压为2.45V 和0.05V、并且仍在电源轨内。
尊敬的 James:
感谢您的澄清。 只要通过分压器生成1.25V 直流电压、您的选项4就有效。当 AINxN/P 上的绝对电压为2.45V 和0.05V 时、差分电压为+/-2.4V。
BR、
戴尔