[参考译文] MSP430F67791A：SD24B 最佳 ENOB 性能

您好！

如何获得16位的 ENOB？

我认为漂移是不可预料的。  您如何知道该问题在通道偏移上？

您可以共享更多数据吗？

伊斯天

您好、伊斯天、

ENOB 为16位(通常接近17位)、因为读数的 Vrms 噪声最多为3、000个计数。

ADC 输入短接在一起、但通过设置校准位(SD24CAL)从公式中取出。

对于通道的单次读取、偏移量是一致的、但重新运行读取、偏移量可以移动。

此外、读取还有+/-5、000个噪声计数-在设置校准位的情况下、SD24_B 的这种噪声级别是否正常？

此致、

Rob

您好！

我想 Carl 正试图问这个问题。

为什么在重复运行时、没有发生任何变化、我们是否会看到类似这样的样片？

这是输入短路时的10次360个样本。

平均值为何会跳转？

此噪声量是否正常？

这对我们的项目至关重要，我们迫切需要一个解决办法。

谢谢

Jason

偏移漂移的毛利示例见所附的文档。

此致、

Rob

e2e.ti.com/.../2020_2D00_08_2D00_18-Three-1s-runs-_2D00_-offset-shifting.docx

很抱歉、我是商务旅行。

对于24位 SD ADC、我有一个问题。 为什么您使用+/- 2^27位来表示结果？ 你弄错了吗？

我们知道、输入信号、电源、SD ADC 本身和基准将影响结果。  

• 您能否解释一下为什么使用 Vref = 1.25V +/- 1mV (外部)、对于内部基准(2.47-2.55V)、它的性能似乎优于外部基准。
• 对于电源、由于它是电池供电、我认为它是好的。  基准呢？ 它们是否保持稳定？  
• 对于测试结果、如果 SD24GAIN = 1、则漂移应小于2.3mV。 但我发现最大的电压(198000)几乎为3mV！  如何 在 ADC 输入短接在一起而不设置校准位(SD24CAL)的情况下进行测试？  
• 您能给我解释一下您是如何测试的？ 软件设置如何？ 硬件设置如何？  我在 EVM430-F6779上知道、ADC +和 ADC -之间有一些无源组件。 您能不能通过移除无源组件来测试漂移。

伊斯天

您好、伊斯天、

我希望这次旅行进展顺利。

使用+/-2^27、因为当 OSR 设置为512时、SD24_B 会输出此值。  SLAU461F SD24_B 部分1.2.7.3数字滤波器输出详述了以下内容：

• SINC3数字滤波器输出的满量程值取决于过采样率 OSR、并由 FS = 2^(3×log2 (OSR))给出。 在偏移二进制模式中、满量程范围为0至 FS。 在二进制补码模式下、满量程范围为-FS 到+FS。

2^(3×log2 (512))= 134217728
Log2 (134217728)= 27位= FS

我们使用二进制补码模式、因此具有–FS 至+FS、+/-27位的满量程范围。

在 MSP430F67791A 数据表中、表5-51 REF 内置基准为 SD24_B 内部基准电压 VSD24REF 提供了1.151V 至1.174V 的范围、该范围为+11.7mV/-11.3mV。  因此、我们切换到了外部基准。

2.47-2.55V 是 VREF+范围(+/-40mV)、这是否也用于 SD24_B？

运算放大器与 EVM430-F6779上的100nF VREF 电容器之间的电阻为270R 时缓冲外部基准(用于将电容负载与运算放大器去耦)。

如果不设置校准位、则没有明显的差异–最大偏移仍然~200000。

我们使用的是 EVM 的 SD0、SD1和 SD2：V1、V2和 V3。  对于每个通道、串联1k 电阻已移除、差分电容器已移除、共模电容器替换为33nF。  然后、输入在连接到微控制器的电阻器焊盘上短路(即、断开电容器、无源组件已从 EVM 上移除)。

此致、

Rob

尊敬的 Rob：

感谢您的快速响应。

我问为什么要使用27位是这样的。 对于512 OSR、 ENOB 将约为16位、正常情况下、我们仅获取16位结果。 感谢您的解释。

2.很抱歉、我犯了一个关于内部基准的错误。 感谢您的指出。  

3.我咨询我的模拟设计同事、通常在 ADC 设置几次后失调电压不应改变。 我的建议是：

• 您能否使用内部基准进行相同的测试？ 由于输入信号正常、如果它具有相同的条件、那么它可能由 ADC 本身决定。
• 目前、请在系统首次加电后添加一个校准代码、以解决此问题。
• 请将您的代码发送给我、我可以在我的电路板(MSP-TS430PEU128)上对其进行测试、并仔细检查是否确实存在问题。

顺便说一下、您使用 F67791A 的应用是什么？ 检测直流电压？ 如果您使用测量交流电压、则可以使用直流滤波器、而不会考虑失调电压。

伊斯天

你好，伊斯天

Rob 现在正在休假、所以我将回答您的一些问题。

作为一个背景、从事这方面工作的三位工程师都具有丰富的 ADC 和 DSP 经验、每位工程师都有20多年的经验。

我们至少需要19位精度。 我们希望 MSP 24位 ADC 可以实现这一点、即使我们必须在软件中执行大量的滤波和平均计算。 为了充分发挥 ADC 所能提供的性能、我们在最后才会截断结果  

使用内部和外部基准时、我们得到的结果完全相同。

在上电时进行偏移校准不是一个问题。 偏移在100ms 的周期内移动。 我们需要在每次读取前进行校准。 这是不可接受的。

我们应该如何向您发送代码(我们不想将其放在公共论坛上)？

我们在测量直流电时存在一些交流电。

Jason

您好 Jason、

1.加取平均值后、您是否可以接受较慢的采样率？

2.您能联系我们的 TI 销售人员？他能找到我的电子邮件地址吗？ 我将邀请其他专家来帮助解决您的问题。

伊斯天

你好，伊斯天

是的、在执行软件 DSP 之前获取200多个样片是我们设计的一部分。 问题是、如果我们平均假设200个样本(输入短路、内部基准)、则平均值每次都有很大不同。

2. Rob 的支持案例尚未解决、但他们要求我们使用该论坛。 Rob 回来后、应该能够通过支持请求单获取您的电子邮件地址。

Jason

我方面没有问题。

这很奇怪。 我不知道。 我还检查勘误表、没有关于此问题的内容。 我将尝试测试与您相同的芯片、但获取相同的芯片将花费更多的时间。

感谢您的尝试。

我认为您至少看到了与您的设置类似的问题。

虽然 CH2和 CH1是一致的、但如果您查看 CH0重复运行、则平均值不同。 您的数据变化大约为5、000次计数。 我们看到大约10、000个计数、但这可能是器件之间硬件的变化。

我们担心、在室温下、两次运行间隔仅为秒的情况下、实验室中的这种变化可能会在现场的产品中变得更糟。

您似乎已确认 SD24确实存在内置漂移问题。

TI 的任何人是否都知道导致这种情况的原因以及我们可能能够对此采取的措施？

您好！

我对这10个结果求平均值。 它有大约4000个不同的计数。 您还可以下载文件并查看我的测试结果。 导致的误差在15位和16位之间。 是的、您是对的、它会向16位 ENOB SD_ADC 添加大约1位错误。

我将把这个问题转交给我的同事。

伊斯天

我的同事认为：它可能是基准电压设置、但从您的代码中可以看出、它不是这个问题。

我进行进一步测试。 在第一个测试中、我首先测试 CH0。 在第二个测试中、我首先测试 CH2。 我一次平均生成360个样本。 您可以看到 、偏移漂移有规律性。 您可以在侧面再次检查吗？ 也许这是一个突破点。

是的、我们还会看到每个通道在不同级别的偏移–无论顺序如何、每个通道的偏移都大致相同。

问题是该偏移的移位(在 test.xlsx 中、CH0计数仅超过4000次)。

您好！

我与同事进行了双重检查。 他也不知道漂移问题。

问题是、它看起来与 ADC 硬件相关。 无法处理漂移。 这是一个旧器件、我也找不到设计人员。

我希望您能从工程角度解决这个问题。 我的建议是：

使用外部 SD-ADC：它可以轻松达到19位分辨率。

2.使用内部 SD-ADC：加电时校准且不关闭 SD-ADC。 保持工作状态。

伊斯天

好的、我将关闭这个线程。