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[参考译文] ADS127L18:数字接口 MCU

Guru**** 2382480 points
Other Parts Discussed in Thread: AM6411, ADS9227, ADS127L18, LAUNCHXL-F28P65X, ADS7028, TMS320F28P650DK
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/1474758/ads127l18-digital-interface-mcu

器件型号:ADS127L18
主题中讨论的其他器件: LAUNCHXL-F28P65X、AM6411、 ADS7028TMS320F28P650DK、ADS9227

工具与软件:

您好!

TI 的哪个 MCU 具有用于与 ADS127L18配合使用的并行集成接口?

我更喜欢全带宽、也就是说我更喜欢在65MHz 上进行通信以实现1MSPS 的采样速率。

因此、我认为我可能需要集成并行单元(具有 DMA)、我无法想象没有此类集成单元会对其进行处理。

目前我有 LAUNCHXL-F28P65X、没有找到这样的解决方案。

谢谢!

STAS

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    Stas、您好!

    F28P65X 系列可以通过8个通道以最大数据速率支持 ADS127L18。  在65.536MHz 下运行 DCLK 将允许以最大数据速率在单个 DOUT 通道上运行2个通道的 TDM。  使用4通道接口以及 F28P65X 可配置逻辑块在理论上应该能够支持这一点、但据我所知、没有人开发过任何特定代码来证明这一点是可能的。

    我们正在研究示例代码、从而允许使用具有集成式 PRU (可编程实时单元)的 AM6411 Sitara 处理器系列来实现完全并行接口、从而支持 ADS127L18的全吞吐量。  我不确定此项目的状态、需要就此项目联系您。

    顺便说一下、如果您决定在系统中使用 FPGA、我们提供了用于实现全并行接口的 FPGA 代码示例。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    您好!

    谢谢您的 建议

    我更喜欢基于 MCU 的架构简单易行

    如果 TI 没有采用并联接口控制器的基于 MCU 的解决方案、我想我会更喜欢一些带 FMC 的 STM32H7。

    我不喜欢启动 FPGA、我认为它的复杂性达到了下一个水平。

    基于处理器的架构无疑是最复杂的解决方案。

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    Stas、您好!

    正如我之前提到的、使用外部65.536MHz 时钟可以在4个数据通道上支持 ADS127L18全速运行。  假定 MCU 能够处理这些数据速率、这将允许任何具有至少4个 SPI 端口的 MCU 连接到 ADS127L18并支持全数据速率。

    我们提供了使用1或2个 SPI 端口的基于 M0的 MCU 的示例代码。  此代码的目的是展示如何使用具有较低端 MCU 和较低数据速率的 ADS127L18、但具有4个以上 SPI 端口的高性能 MCU 可以使用相同的方法来支持 ADS127L18的最大速度。

    如果您有兴趣、可以在以下链接中找到示例代码。

    https://www.ti.com/tool/download/ADS127L18-MSPM0-EXAMPLE-CODE

    此致、
    Keith

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    您好!

    谢谢!

    我选择这款 ADC 是为了获得高采样率、因为它具有积分/精确特性。

    可能我错了、但 我的 应用程序如下:

    我有适用于三相无传感器电机的600Vdc 驱动器。

    我需要估算转子启动时的位置(lq!=ld)

    因此我制作小脉冲(我们估计应该等于4V avg)

    所以具有很小的 PWM 占空比和很高的噪声

    假设我们使用10 kHz 控制它、即100US*4/600=800nS 宽度。

    我要测量电压的积分、电流不是一个大问题-它是高 dV/dt、而不是 di/dt。

     

    现在、我 在 f28p65中的运算放大器+ SAR 上具有选项积分器

    但我认为  ADS127L18可以在这个启动时刻以及在稍后的 常规电机 FOC 中提供更高的精度。

    你怎么看?

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    Stas、您好!

     如上所示、由于内部数字滤波器在高速模式下将具有大约300kHz 的最大带宽、因此 ADS127L18不适合测量800ns 脉冲。  在 TIA 级后测量积分值是一个很好的选择。

    我不太熟悉需要为 FOC 测量的信号、但如果您需要测量脉冲的峰值、则脉冲宽度被限制为10us 或更长、以便实现良好的测量(在最快的速度模式下、您可以低至5us、但在此速度下、读数的分辨率会降低很多)。  这些限制也是由内部数字滤波器的稳定时间造成的。  您可以将其视为输入电压发生阶跃变化后的初始转换时间。

    此致、
    Keith

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    谢谢 Keith!

    我认为 Δ-Σ ADC 基于积分器。

    在连续模式下、它是连续积分、没有积分窗口延迟。

    是的、稍后谈到数字滤波器、但我认为它是集成后产生的。

    此延迟时间只是"过滤传送器"的延迟、就像 ARM 中存在"代码传送器"延迟一样。

    如果只是延迟-好的、在数据传输时、我在滤波器上松开1us、在处理数据时松开1us。

    考虑到我的最大 PWM 频率为50kHz、并且我希望在下一个周期之前更新 FOC、总延迟为20us -我可以在5us 延迟。

    如果我错了,请修复我!

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    Stas、您好!

    是的、前端调制器中有一个积分器、但频率响应与简单的单级积分器不同。 此外、ADC 不会持续对输入信号积分;当使用最大速度模式时、以16.384MHz 的速率对输入进行采样。 最终积分然后转换为数字代码值的正是这个采样信号。 这也许会在您的系统中起作用、但我不确定响应会等效于连续模拟积分级、后跟 ADC。

    此外、sinc 滤波器将使信号延迟约4个数据速率周期;确切的时间是表7-3中提供的延迟时间。  是的、如果您可以接受数字滤波器造成的5us 延迟、那么您或许可以使用此选项。

    此致、
    Keith

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    您对此类积分器有何参考设计吗?

    我看到积分器出现零问题、因为即使是0信号也始终会有一些偏移。

    此外、我需要及时清除积分器以避免饱和。

    也许有一些 IC 内部包含该解决方案?

    该 IC 可能专门针对不同的东西、但集成只是一个功能(如某些智能 AFE)

    我确信我不是第一个需要集成信号的人。

    我认为这可能类似于"真有效值检测器"  

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    Stas、您好!

    我在实验室中进行了一些测量;下面是 ADS127L18对占空比为10%(1us)且振幅为0->1V 的10kHz 信号进行采样。  ADS127L18以1.024Msps 的速率对波形采样。

    与上图相同、但围绕单个脉冲放大了:

    您可以看到数字滤波器如何采集约4个样本来完全稳定至1V 阶跃输入。

    下面是1%占空比或1us 脉冲宽度。

    如您所见、ADC 不是对信号积分、而是尝试重新创建信号、并且由于采样窗口而导致幅度不一致。

    如果您进行一些搜索、就可以找到大量不同的模拟集成电路。  下面是 TI 的应用手册、其中还介绍了如何使用标准 OPAMP 创建模拟积分器。

    https://www.ti.com/lit/an/sboa275b/sboa275b.pdf

    此致、
    Keith

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    非常感谢您的努力!

    我预计会有不同的行为。

    我真的很想避免这样的运算放大器设计。

    因为我预计、由于电容器通常最好是5%、所以在精度方面会出现许多问题、而在1MHz、这是一个很好的问题、因为它们与电容器有多接近。

    我预计很多漂移问题、因为传感器的中点不是真正的0V 中点、必须重新安置积分器以避免饱和。

    此外、我对于这些解决方案(具有真正的 RMS)也有所了解:

    TI 的 ADS7028 -具有真 RMS 的 ADC  

    https://www.ti.com/product/ADS7028

    AD 的 AD8361 (抱歉、您没有找到这样的结果)-真 RMS 检测器-提供模拟 Vrms 输出 https://www.analogue.com/en/products/ad8361.html

    我个人更喜欢 AD 解决方案、因为我可以将其放在 AMC33xx (350kHz BW)之前的热侧、并确保通过。

    我想我可以从 Vrms 中提取 Vavg。 或者您认为它不起作用?

    谢谢!

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    Stas、您好!

    TI 没有任何一个 RMS 直流器件。  ADS7028是一款具有数字 RMS 数学引擎的1MSPS ADC。  但是、由于波形在10kHz 左右运行、脉冲宽度低至800ns、因此由于采样率的原因、ADS7028无法精确捕获每个脉冲。

     TMS320F28P650DK 处理器(LAUNCHXL-F28P65X 开发板)上的内部 ADC 支持高达3.9MSPS 的12b 数据速率。  该 ADC 将准确捕获 PWM 波形、如果运行 RMS 计算、由于您的将使用许多样本、因此您将获得更高分辨率的结果、与对多个读数求平均值类似。  TMS320F28 MCU 拥有强大的处理能力、可以使用内部 ADC 进行 RMS 和平均值计算。

    如果您需要更高的读取分辨率、那么配备 TMS320F28处理器的 ADS9227 (16b、5MSPS)等 ADC 将提供非常高的分辨率结果。

    此致、
    Keith