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[参考译文] TIDA-01471:ADC 输出随着频率的增加而降低

Guru**** 2606725 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDA-01471, ADS127L01

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/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/800231/tida-01471-adc-output-decreases-with-increasing-frequency

器件型号:TIDA-01471
主题中讨论的其他器件: ADS127L01

您好!

我们正在评估 TIDA-01471的一些样片、并获取一些难以解释的混乱输出。 随附的.pdf 文档中显示了一些图和使用的跳线设置。

ADC 输出随频率的增加而变化

数字输出值首先随着频率的增加而增加、然后随着频率的增加而减少。 信号发生器用于生成100Hz 至8kHz 的扫描、并具有恒定振幅、以演示此行为。 在较低频率(1Hz 至1kHz)下、输出比在8kHz 等较高频率下大10-20倍。

2.无法实现 ADC 的满量程输出

我们测试了所有可能的设置、无法使 ADC 达到满量程输出。 根据 ADS127L01数据表、最大数字值约为+-1.000.000 (J7和 J9已设置)、应介于8.388.607和-8388608之间。 设置 J9和 J7会导致差分放大器/ADC 输入端输出不良、但 ADC 上的输出范围较高。 如果不设置 J9、输出将获得正偏移、且幅度要小得多。

使用5MHz 的 SPI 时钟频率读取 ADC 并启用 CRC-8、因此可以排除 SPI 问题。

非常感谢!

此致、

Patrick Oetken

e2e.ti.com/.../TIDA_5F00_01471_5F00_problems.pdf

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    尊敬的 Patrick:

    我将浏览该文档、并尝试找出可能出现的问题。

    同时、我们还提出了几个问题:

    -信号发生器是否设置为50欧姆源阻抗?

    -当使用简单的8kHz 输入信号(无频率扫描)时,输出是怎样的?

    -如果线性调频脉冲扫描速率更改为较低的值,输出会是怎样的? 对于8kHz 范围、当前约为100ms、扫描该范围的1/10又如何?

    “没有 J9”是什么意思? 它是否提供外部 Vcom=1.65V?

    此致、

    Ahmed

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    尊敬的 Patrick:
    我看到您没有设置 J9。 这对于正常运行至关重要。 必须将 J9和 J7短接、以将生成的 Vcom=1.65V 连接到衰减器、增益级和滤波器。 如果未连接、则电路使用浮动输入。
    请在运行期间监控 TP12上的 Vcom 信号、如果由于组装不良或运算放大器故障而导致信号不稳定、则将电源电压为1.65V 的电压直接连接到 J9-pin1以用作稳定的共模。
    需要注意的另一点是各个点允许的最大摆幅。
    增益级(TP9)之后:最大 Vp=1.25V
    增益级设置= 2时
    在衰减器(J5-PIN2)之后:最大 Vp=0.625V
    4时的增益
    在衰减器(J5-PIN2)之后:最大 Vp=0.3125V
    >>您可以将衰减器设置设为获得最大输入 Vp
    因此,如果将衰减器设置为1/2增益和增益=4,则:输入最大 Vp=0.625V,即 Vpp=1.25V
    我认为您的输入信号大于此电平。

    我建议设置 J9、J7、并使用2Vpp 的固定频率(100Hz、1kHz、10k)输入信号、并设置衰减器= 1/2、增益= 2、并检查 ADC 的输出是否合理。 如果没有、请检查 Vcom 信号(TP12)、并在需要时替换为外部电源。 一旦您确定了电路板设置、就可以移至线性调频脉冲信号。
    此致、
    Ahmed
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    您好、Ahmed、

    感谢您的快速回复。

    我们首先检查了 Vcom,它略低于1.65V,但不是那么平滑,请参阅下图。

     

    然后、我们将1.65V 的外部 Vcom 连接到 J9-pin1、输出看起来略好于电路板提供的 Vcom、但遗憾的是、这不能解决我们的问题。

    首先是具有内部 Vcom 的图:

    Vs.使用外部 Vcom 时的输出:

    我们在这里使用了从100Hz 到10kHz 的正弦扫描。

    然后、我们测试了您描述的设置(J7和 J9 SET、DENCE=½ Ω 和 GAIN=2)以及100Hz、1kHz 和10kHz 固定频率(2Vpp (+-1V))。

    在100Hz 和1kHz 频率下、ADC 通过此设置进行削波。 在10kHz 的情况下、信号会以某种程度衰减、ADC 不再削波。 我们没有更改这里的信号电压。

    100Hz:

    1kHz:

    10kHz:

    之后、我们检查了衰减/增益级、展位看起来工作正常。 我们无法解释 ADC 在该输入端已经削波的原因。

    在 y 轴上、您可以看到转换为整数后的原始 ADC 输出、根据数据表、如果发生削波、最大值应为8.388.607 (7FFFFFh)和-8388608 (800000h)、我们永远不会接近此值。 ADC 可能存在问题?

    顺便说一下、移位寄存器 SN74HC595PW 看起来非常热、即使我们不使用它并且 J3未短接。

    编辑:信号发生器设置为50欧姆、是的。

    此致、

    Patrick Oetken

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    尊敬的 Patrick:
    如果增益级之后的信号看起来正常、并且在前面提到的限制范围内、
    然后,请使用差分探头或差分功能(TP5、TP6)检查 ADC 输入端的信号,我怀疑差分滤波器设置不正确。 信号应该是输入的干净副本。
    另一个要检查的是 ADC 设置、您是否会向我发送 J2位设置?
    您是否有多个电路板来排除它不是有故障的 ADC?
    此致、
    Ahmed
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    您好、Ahmed、

    我们订购了10块电路板、并测试了其中的3块电路板、所有这些电路板都有相同的问题。 然后、我们再次检查了 TP9和 TP5-TP6、 这肯定是差分放大器设置错误造成的。

    我们联系了制造商、最终发现 R12、R14、R40和 R41放置了15k 电阻器、而不是15R。

    对于15欧姆电阻器、一切都正常。

    非常感谢您对此问题的支持!

    现在、我们还有另一个使用 IEPE 传感器测量高达400kHz 的声发射的应用。 因此、至少需要16位分辨率和1GSPS 的最小采样率。 在这种情况下、您是否可以建议任何 TIDA 设计? 或者、对于 TIDA-01471设计、我们可以使用引脚兼容的 ADC 代替 ADS127L01?

     

    此致

    Patrick Oetken

     

     

     

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    尊敬的 Patrick:

    好消息! 实际上、线性调频脉冲的衰减看起来与线性刻度上的低通滤波器曲线完全相同。

    在声学测量方面、GSPS ADC 属于 射频 ADC 类别、可通过 JESD204B 或 LVDS 接口提供高达16b 的分辨率(非 ENOB)。 这些 ADC 通常不用于工业应用、但请查看其产品页面、某些 ADC 在电信或测试和测量应用下具有参考设计。

    但我想知道哪个 IEPE 传感器以该速度工作、您是否想到了特定的传感器? 由于大多数 IEPE 传感器由于其质量和机械结构而具有大约30-50kHz 的自谐振。

    此致、

    Ahmed