ホーム フォーラム Texas Instruments マイコン C2000 AD pinのインピーダンスの制約に関するご質問

このトピックには8件の返信が含まれ、2人の参加者がいます。5 年、 4 ヶ月前 amatsu1 さんが最後の更新を行いました。

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  • #6855 返信

    amatsu1
    参加者

    AD pinのインピーダンスの制約に関するご質問

    デバイス型番:TMS320F28027

    いつもお世話になっております。
    早速ですが、以下の件につきまして、ご対応をお願いします。

    ■不具合内容
    pin20のCRのRを大きくすると、280mV程度が発生してしまう。

    ■質問
    なぜこのような現象が起きるのでしょうか。

    ■簡易回路図
    添付を参照願います。

    大変恐縮ですが、急ぎ案件の為、至急ご対応願います。

    #6864 返信
    Yojiro
    Yojiro
    従業員

    amatsu1さん

    ご指摘の現象につきましては、インピーダンスの不整合やサンプリング時間が短い場合に発生する可能性がございます。ADC内部のサンプリングバッファからのクロストークなど、さまざまな要因がありますので、一意に特定することはできません。

    メーカーからは同様の問題に対し、以下の対応策が提案されております。

    ・抵抗サイズを小さくする
    ・コンデンササイズを小さくする
    ・サンプリング時間を大きく取る

    本件に関しまして、以下のTI社フォーラムが参考になるかと思いますので、ご確認いただけますでしょうか。

    http://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000/f/171/t/542665
    http://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000/f/171/p/697116/2570286

    また、ADC入力回路に関するTI社のセミナー資料もございますので、こちらもご確認いただけるとより一層ご理解いただけるものと思います。

    http://www.ti.com/lit/ml/slyp166/slyp166.pdf

     

    以上、ご確認のほど、よろしくお願いいたします。

     

     

    #6870 返信

    amatsu1
    参加者

    いつも大変お世話になっております。

    以下の回答ですが、具体的に各々どの程度かご教示いただけると幸いです。
    難しい場合、目安などでもお構いありません。

    > ・抵抗サイズを小さくする
    > ・コンデンササイズを小さくする
    > ・サンプリング時間を大きく取る

    以上、何卒宜しくお願い致します。

    #6871 返信
    Yojiro
    Yojiro
    従業員

    amatsu1さん

    外部に配置する抵抗・コンデンサの値とサンプリング時間は大きく関連しており、現在ご提示いただいている情報だけでは、具体的な数値をお答えすることが難しいです。

    サンプリング時間(Acquisition window duration)の計算式につきましては、異なるシリーズとなりますが、TMS320F280049のリファレンスマニュアルに記載されております。
    ○TMS320F28004x Technical Reference Manual
    http://www.tij.co.jp/jp/lit/ug/sprui33b/sprui33b.pdf
    13.3.2 Choosing an Acquisition Window Duration

    こちらの計算式のパラメータについて、TMS320F28027のデータシートのFigure 6-20. ADC Input Impedance Modelに記載される値にて、サンプリング時間(Acquisition window duration)を計算していただけますでしょうか。

    ご所望のサンプリング周期に合わせる場合は、周期に対し十分なAcquisition windowとなるようにRsを変更いただく必要がございます。

    以上、ご確認のほど、よろしくお願いします。

    #6875 返信

    amatsu1
    参加者

    ご対応、誠にありがとうございます。
    以下の2点につきまして、質問させて下さい。

    ①サンプリング時間を長くすると添付のSwitchのON時間が長くなる為、Rsが大きくとも正しいAD検出電圧になるという理解で宜しいでしょうか

    ②以下につきまして、理解することができませんでした。大変恐縮ですが、より簡易的にご説明願います。

    >ご所望のサンプリング周期に合わせる場合は、周期に対し十分なAcquisition windowとなるようにRsを変更いただく必要がございます。

    以上、何卒宜しくお願い致します。

    #6879 返信
    Yojiro
    Yojiro
    従業員

    amatsu1さん

    ①サンプリング時間を長くすると添付のSwitchのON時間が長くなる為、Rsが大きくとも正しいAD検出電圧になるという理解で宜しいでしょうか

    はい、ご認識のとおりです。

    ②以下につきまして、理解することができませんでした。大変恐縮ですが、より簡易的にご説明願います。

    >ご所望のサンプリング周期に合わせる場合は、周期に対し十分なAcquisition windowとなるようにRsを変更いただく必要がございます。

    一般的なサンプリング周期は、AD変換用のコンデンサにチャージする時間(Acquisition window duration)とデジタルへ変換する時間(Conversion)の2つの時間が必要となります。上記の計算式では、Acquisition window durationの時間を算出するもので、計算結果 = サンプリング時間ではありません。TMS320F28027ではConversionに13 ADC Clock必要ですので、これを加味してサンプリング周期を算出する必要があります。

    つまり、ADC Clock = 60MHz(16.66ns)を設定されている環境において、計算結果が880nsとなった場合、880ns + 13 cycle * 16.66 ns = 1049ns ≒ 952KSPS となります。もし、1MSPSでサンプリングする必要がある場合、このRsでは実現することができませんので、Rsを小さくしてAcquisition window durationも小さくする必要があります。

    なお、TMS320F28027では、Acquisition duration windowの設定には、7 ADC clock ~ 64 ADC clockまでの制限があり、かつその中でも設定できない値がございますのでご注意ください。設定できない値につきましては、Technical Reference ManualのADCSOCxCTLレジスタのACQPS詳細説明をご確認ください。

    以上、ご確認のほど、よろしくお願いいたします。

    #6883 返信

    amatsu1
    参加者

    いつも大変お世話になっております。
    質問の件、承知致しました。
    回答いただき、誠にありがとうございました。

    一番最初の質問に戻るのですが、添付の回路で0Vにも関わらず、CRの電圧が280mVとなっている件ですが、
    これにつきまして見解をお聞かせください。(例:マイコン内部で電圧が発生しているなど)

    以上、宜しくお願い致します。

    #6885 返信
    Yojiro
    Yojiro
    従業員

    amatsuさん

    ご確認いただいている現象ですが、他のチャネルでもAD変換を実施されておりますでしょうか。

    変換されている場合、第一に考えられるのが、対象ピンに対する変換時のADC内部のサンプリングコンデンサが完全に充電されるためのS/H時間が取られていないために、ADC SoC間でクロストークが発生しているものになります。

    ADC機能モジュールでは、ADC端子に対し電圧を印加することはありませんので、ADC変換をこの1chしか実行されていない場合は、配線間のクロストークも原因の一つとなります。

    以上、ご確認のほど、よろしくお願いいたします。

    #6982 返信

    amatsu1
    参加者

    いつも大変、お世話になっております。
    ご回答いただき、誠にありがとうございます。

    本件ですが、一旦保留となりました。
    再開次第、ご提案いただいた方法を実施してみます。

    結果が出たところでご報告させていただきますので、宜しくお願い致します。

    以上、宜しくお願い致します。

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