Problem mit ADC, Fehler nur bei bestimmten negativen Eingangsspannungen

- U
- Uwe Hercksen
  
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vor 19 Jahren

Thu, Mar 24, 2005 10:32 AM

Hallo,

ich habe hier einen AD7863 in einer Schaltung. Dual 175 kSPS 14-Bit ADC, =

Eingangsspannungen +- 10 V, Versorgung 5 V unipolar. 4 Eing=E4nge und zwe= i=20 interne Wandler.

Bei positiven Eingangsspannungen arbeitet der recht gut, bei Speisung=20 mit einer Kalibirierquelle streuen die Werte nur =FCber einige LSB.

Aber bei bestimmten negativen Eingangsspannungen gibt es h=E4ufiger gross= e=20 Fehler und zwar in der N=E4he von -5 ; -2,5 ; -1,25 und auch -7,5 V wenn =

viele Bits von 1 auf 0 wechseln. Bei -2,494 V z.B. habe ich bei 1024 Samples nicht nur die richtigen=20 Werte 37FE bis 37FF, sondern auch die erheblich falschen Werte 1010 bis=20

1012 (alles in Hex). Die falschen Werte treten um die 100 mal innerhalb=20 der 1024 Samples auf. Der Mittelwert =FCber die 1024 Samples ergibt dann umgerechnet nicht -2,5= =20 V, sondern nur -1,758 V. Gehe ich mit der Eingangsspannung um einige mV=20 rauf oder runter ist dieses Problem wieder weg und der Mittelwert =FCber =

die Samples stimmt wieder sehr genau, die Werte streuen nur um einige=20 wenige LSB. Im Bereich positiver Eingangsspannungen konnte ich nichts =E4hnliches fin= den.

Irgendwelche Ideen dazu?

Aufbau mit Massefl=E4chen und Abblockkondensatoren nach Analog Devices=20 Applikation mit Schaltplan und Entflechtungsvorschlag.

Vielen Dank schon Mal,

Bye

- J
- Jens Dierks
  
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vor 19 Jahren

Thu, Mar 24, 2005 6:27 PM

Hallo Uwe, Uwe Hercksen schrieb:

Also wenn zB von 37FF auf 3800 gewechselt werden soll. Erster Gedanke: neben den Ausgängen von DB6 und DB7 (die wechseln in obigen Beispiel beide von 1 nach 0!) liegt /ConvStart. Könnte also sein dass kapazitiv ein erneuter Conversion Start initialisiert wird und dann beim Auslesen die Ausgänge offen sind. Sonst: A0 wird während de Wandlung geändert und der zweite Kanal liegt unter der minimalen negativen Eingangsvoltzahl (siehe PDF). Oder andere kapazitiven Übersprechungen, lange parallele Leiterführungen zwischen Ein- und Ausgängen? Gerne auch kritische Timingparameter, mal geguckt ob die Ausreisser die Werte des anderen ADC oder vom zweiten Eingang des gleichen ADC sind?

Softwaremässige Notlösung wenn es nicht um zeitkritische Jobs geht: Median Kombinierung der Werte oder ähnliche Verfahren damit die Ausreisser das Ergebnis (so gut wie) nicht mehr verfälschen.

hth, Jens

- W
- Winfried Salomon
  
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vor 19 Jahren

Thu, Mar 24, 2005 7:50 PM

Hall Uwe,

erstmal, Deine Mail läßt sich nicht automatisch quoten.

Ich kenne jetzt den AD7863 nicht. Zuerst würde ich vermuten, daß beim Umkippen vieler Bits gleichzeitig ein Stromimpuls erzeugt wird, der auf der digitalen Masse einen Spannungsimpuls hervorruft. Hast Du die analoge Masse sauber getrennt von der digitalen?

Effekte dieser Art habe ich auch schon als Datenübergabeproblem bei parallelem Interface gehabt, wenn also die Bits weitergereicht werden, obwohl das Datenwort noch nicht stabil anliegt. Bei seriellem Interface würde das aber sicher entfallen.

Eine Sample&Hold-Schaltung ist im Wandler sicher drin? Hat man ja heute eigentlich immer so.

Nach meiner letzten Erfahrung mit einem AD6644 waren nach schwierigen Untersuchungen die letzten 3 von 14 Bits verrauscht, trotz Evaluation Board, dann aber bei 66 MSPS. Die Rückrechnung in den Zeitbereich war annähernd eine Gauß-Verteilung nach Augenmaß. Größere Ausreißer als 3 Bit große (in der Zeitfunktion, nicht im Code) waren nicht zu beobachten, das Rauschspektrum sah aber nicht so gut wie im Datenblatt aus.

Durch interne Rauschquellen könnte ich mir an bestimmten Spannungswerten ein häufiges Umkippen vieler Bits gleichzeitig vorstellen, diese Werte hast Du gefunden. Aber warum es da nur bei negativen Werten Bitfehler gibt, ist schon rätselhaft. Eigentlich dürfte es überhaupt keine geben. Gute Entwickler setzen an der Stelle intern sowieso Gray-Code ein.

Wenn das kein Masse- oder Datenübergabeproblem ist und der Wandler CMOS ist, dann befürchte ich fast, daß durch statische Aufladung oder Latch Up der Wandler wie bei CMOS üblich ein "bißchen" kaputt sein könnte.

mfg. Winfried