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[参考译文] ADS131A04：非线性响应

admin
Guru**** 1823410 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS131A04, AMC1350, THP210, LM7705
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/1415266/ads131a04-non-linear-response

器件型号：ADS131A04
主题中讨论的其他器件： AMC1350、 THP210、 LM7705

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.

  • 0
    TI__Guru**** 1823410 points
    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。

    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。  

  • 0
    TI__Guru**** 1823410 points
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    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

  • 0
    TI__Guru**** 1823410 points
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    不要认为我的附件起作用了。 此处是这些组件的屏幕快照。  

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    我在与 ADC 断开连接时进行了检查、工作原理如仿真所示。

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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)？

  • 0
    TI__Guru**** 1823410 points
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    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

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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？  

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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：

    1. THP210由 VS+的5V 电源(VS-的接地端)供电、或由低噪声负偏置发生器(LM7705)产生的-0.232V 负电源、从而以超低失真为输出摆幅到 GND 提供额外的余量、如 THP210数据表中的图9-16所示、VOCM 设置为2.25V。 ADS131A04由 单个5V 电源供电 、同时内部电荷泵被禁用。
    2. THP210 由 双电源 (例如+/-2.5V)供电、VOCM 可以设置为接地。  ADS131A04由 双电源 (例如 +/-2.5V)供电 、并且内部电荷泵会被禁用。
    3. 您还可以为具有或不具有负电荷泵的 ADS131A04使用3V 电源、但您必须更多地通过 THP210获取输入信号。

    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

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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。  

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    是的、AINxN/P 的峰值电压为2.45V 和0.05V、并且仍在电源轨内。

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    TI__Guru**** 1823410 points
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    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