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ADS42LB69: 使用5片ADS42LB69做10通道数据同步采集

Part Number:ADS42LB69

目前我们在使用5片ADS42LB69做10通道数据同步采集,出现其中一个通道数据不正常的问题。请问如何解决此问题?

1.ADC型号:ADS42LB69,总共使用5片,数据传输模式QDR

2.FPGA型号:V7 690T

3.采样时钟:一路250Mz通过一个时钟驱动器出5路到5片ADS42LB69

4.FPGA接收数据延时是按照2019年一批芯片调试,出问题的这批是今年(2023)。问题在高温下较容易出现,但芯片表面温度在80℃以内。

peng yong:

@Amy Luo,由于之前是私人邮箱,目前使用公司正式邮箱再提交贴子,请帮忙在此贴上进行问题解答,感谢!

出现这种现象的概率是多少?是否做过交叉验证以排除焊接问题、芯片损坏的情况?如果将2023这批料换成2019年批芯片,整个采集系统是没问题的吗?

对于以上问题回答如下:

1.常温测试20多次,9个通道没有问题。高温测试30次,3次有问题,其中2次是同一个通道。高温的时候芯片表面温度在80℃左右。

2.目前正准备排查焊接和芯片问题。但根据测试数据看,似乎此问题没有一直固定在一个通道或芯片上。但此交叉验证还是会进行排查。

3.2019年批的芯片目前测试是没有此问题的,整个采集系统没问题。

还是向请教一下如果使用ADS42LB69多芯片组成多通道数据采集,能怎么做才能更好的做到所有通道数据同步?

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Amy Luo:

我希望您对芯片批次也做下交叉验证,即同样的板子和物料,仅ADS42LB69批次不同,看下是否2023这批物料问题,这也是我想让您确认物料来源的原因。

peng yong 说:还是向请教一下如果使用ADS42LB69多芯片组成多通道数据采集,能怎么做才能更好的做到所有通道数据同步?

您需要使用sync 管脚,向所有ADC的sync管脚输入同步信号,请注意不能将Clock Divider  bypassed旁路掉(divide-by-1),否则的话,sync就失去作用了。SYNC是用来重置Clock Divider 的相位的。 

如果您需要将Clock Divider 设置为1,那么您需要保证采样时钟到达每个ADC的时间是一样的,也就是每个ADC采样时钟管脚处的采样时钟是一样的。同时也建议使用相同的电源。更多信息见附件:clock divider is set to 1.docx

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peng yong:

交叉验证正在进行中。

请问如何使用sync管脚来实现同步?请问有参考的配置表吗?

另外,我们的5片ADC的3个供电是相同的,如下:

采样时钟也是同源的,PCB走线做了等长±25mils,如下:

5个ADS42LB69的数据线也做了等长,±300 mils,每组内±25 mils,使用的是QDR模式,采样时钟250MSPS。

另外板上有预留5片ADC的sync同步电路,但目前没有使用,PCB走线做了等长±100mils,请问帮忙看看是否可以使用这个功能来解决当前的问题?

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Amy Luo:

很抱歉没有参考的配置表分享给您。

请注意,使用 sync 的话,也就是需要使用Clock Divider,输入时钟频率不变的话,那么采样率就需要被降低。

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peng yong:

1.可不可以不降低采样率呢?1分频?

2.sync的使用方法和配置能不能帮忙提供一下呢?

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peng yong:

Hi Amy Luo,不好意思!还是想了解sync的详细使用方法。请问我们能不能直接交流一下呢?比如电话沟通或者微信这样?

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Amy Luo:

1分频的话,如上所述,SYNC就失去作用了,具体同步注意事项见上述doc附件;

很抱歉,没有示例提供给您。

查看datasheet 第一页的内部框图,如上截图,您可以看到,紧随CLKIN输入的是一个时钟分频器。 时钟分频器可以使用SYNCIN输入进行同步。 如果不使用时钟分频,则不需要使用SYNCIN 输入。 如果使用时钟分频,则需要使用SYNCIN 输入来设置时钟分频器的相位。

同步采集就是 所有ADC的采样时钟必须相位对齐,如果使用内部时钟分频器,所有器件中的时钟分频器必须在同一时间点进行复位,以保证输出时的相位对齐。SYNCIN 管脚就是这个功能,SYNCINP的上升沿会在下一个CLKIN的上升沿重置内部分频器。

很抱歉,技术支持都是在论坛上进行的: 中文技术论坛:https://e2echina.ti.com/ 英文技术论坛:https://e2e.ti.com/

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peng yong:

Hi Amy:了解。我们先测试使用分频器进行一下同步试试,看是否能解决当前问题。

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Amy Luo:

好的,您先试一下

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peng yong:

Hi Amy:还有个问题请教一下,就是syncin应该是在reset信号发完后发出吧?频率1kHz或者1MHz都可以吧?另外同步后,可以把syncin信号关闭吧?因为担心这个信号会在ADC的带内产生杂散。

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Amy Luo:

我又看了一下下面这个图,我好像理解错了多个设备同步的条件,这里表示很抱歉。

syncin是在下一个CLKIN的上升沿复位内部分频器,也就是说如果各设备的采用时钟CLKIN 不同步的话,即使复位内部分频器的 syncin信号是同步的,那分频后的时钟也是不同步的。

也就是说使用内部分频器的话,需要保证所有设备的 采样时钟CLKIN同步,并且复位内部分频器的 syncin信号也需要同步才可以。

也就是说根据您需要的采样频率和已有的采样时钟频率,您没有必要多此一举的去使用内部分频器,因为使用内部分频器后您需要保证所有设备的 CLKIN 和syncin 都要同步。如果不使用内部分频器,您只需要保证所有设备的采样时钟CLKIN同步就行了。

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peng yong:

我们设计的5片ADS42LB69的采样时钟是同源的,由一个250M时钟通过一个驱动器(ADCLK946)分成5路。走线都做了等长,理论上是同步的。但每次开机后,对5片ADS42LB69发送reset信号后,输出的FRAME时钟就不同步了,然后就需要在FPGA那边去调整delay时间。但由于通道数较多,线速率太高,这个delay时间就会比较margin。所以想是不是使用syncin会解决掉此问题,或则有其他办法。

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Amy Luo:

如上所述使用syncin不能解决这个问题。

peng yong 说:但每次开机后,对5片ADS42LB69发送reset信号后,输出的FRAME时钟就不同步了,

建议看下这个word:clock divider is set to 1.docx  如下截图所示,也就是说从器件的采样时钟引脚到数字输出会有最大5ns的差别(主要由DRVDD造成),而250MSPS的采样速率,4ns是一个周期,因此可以考虑降低采样速率

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peng yong:

那请问有没有其他办法解决此问题呢?

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Amy Luo:

很抱歉我这边没有想到其它方法。

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peng yong:

Hi Amy,感谢您提供的相关技术问题解答和帮助,谢谢!

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Amy Luo:

别客气~,帖子我暂时先关了,后续若有其他问题还可以再回复。

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peng yong:

OK!感谢!

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