ホーム フォーラム Texas Instruments データコンバーター ADS1256の入力電圧が矩形波になってしまう問題

このトピックには15件の返信が含まれ、2人の参加者がいます。4 年、 8 ヶ月前KJ KJ さんが最後の更新を行いました。

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  • #9295 返信

    akinobu
    参加者

    ADS1256の入力電圧が矩形波になってしまう問題

    デバイス型番:ADS1256

    AIN4とAIN5を差動入力、AIN6とAIN7を差動入力として設定しています。
    下記、①と②を500ms間隔で入力マルチプレクサを切り替えています。
    このとき、最初は異常はないのですが、長時間、放置しておくと添付資料みたく
    ADCの直の入力電圧が定電圧から矩形波になってしまいます。
    (起動時はオシロで波形を確認していないです)
    どういったことが原因でこのようなことが起きるのでしょうか?

    ちなみに内部バッファはOFFになっています。
    ①差動入力1
    AIN4[V]=1.5
    AIN5[V]=0

    ②差動入力2
    AIN6[V]=2.5
    AIN7[V]=2.5

    Attachments:
    1. 191227.pdf
    #9297 返信
    KJ
    KJ
    従業員

    akinobu様

    ご投稿ありがとうございます。
    長時間放置とのことですが、具体的な時間はどの程度でしょうか。
    また、添付頂いた波形確認しました、波形取得の際のプローブGNDの位置を
    教えて頂けますでしょうか。

    この状態の時のADC出力値も異常値を示しますでしょうか。

    以上、宜しくお願い致します。
    KJ

    #9298 返信

    akinobu
    参加者

    このときのAD値を図にしたもとを送ります。
    時間は1マス1時間にしています。

    開始時刻は夜の20時40分ごろになります。
    終了時刻は次の日の朝9時00分ごろになります。

    図を見ますと、最初のほうは安定してるのですが、後半からダラダラとAD値が下がり始めます。
    また、最後の飛び値はオシロで触ってたので飛び値になったかと思います。

    以上、よろしくお願い致します。

    #9303 返信
    KJ
    KJ
    従業員

    akinobu様

    年末年始休暇期間の時間空いての回答となり申し訳ございません。
    頂いた情報から推測しますと、内部コンデンサの充放電に関係している可能性がございます。
    ※参照;英文データシートP16 Figure 9. Simplified Input Structure with Buffer Off
    入力BufferをOnにしても本現象が消えるかご確認お願いします。

    また、信号源のインピーダンスをご連絡頂きたく存じます。

    以上、宜しくお願い致します。
    KJ

    #9305 返信

    akinobu
    参加者

    ご回答ありがとうございます。

    下記2点、確認させて下さい。

    ①入力Buffer=ONでの現象の改善の確認はこれから行うのですが、
    仮に内部コンデンサの充放電が関係している場合は、改善策はあるのでしょうか?

    ②信号源のインピーダンスはどこのことを言ってるのでしょうか?
    ADCの入力インピーダンス?
    それとも、ADCの入力に接続されているオペアンプの出力インピーダンスのことでしょうか?

    以上、よろしくお願い致します。

    #9310 返信
    KJ
    KJ
    従業員

    akinobu様

    以下回答致します。
    仮に、ADコンバータ入力につながるコンデンサが原因とすると、IC内部に
    実装されているバッファを使用頂くことで回避できると考えます。

    ADコンバータにつながる信号源のソースインピーダンスです。
    信号源とADコンバータの間にAMPが入るならば、AMPの出力インピーダンスです。

    以上、宜しくお願い致します。
    KJ

    #9311 返信

    akinobu
    参加者

    とりあえず、Buffer=onでソフトの変更ができたので実験を行うつもりでいるのですが、
    内部コンデンサが原因とされていることに対して下記①~③ほど確認したいことがあります。

    ①内部コンデンサが原因とされている理由を教えていただけないでしょうか?
    ②なぜバッファ=ONにすると改善されるのでしょうか?
    ③起動時は波形は安定しており、長時間動作させておくと、矩形波になるのか?

    一部抜粋になりますが現状の回路図を添付しておきます。
    また、LTC1992のほうは出力インピーダンスが記載がなかったので、OPA2188のほうだけ出力インピーダンス
    を記載しました。

    以上、よろしくお願い致します。

    Attachments:
    1. 200107.pdf
    #9317 返信

    akinobu
    参加者

    Buffer=ONで実験してみたのですが、やはり矩形波になってしまいます。
    一番最初の添付資料を見て頂きたいのですが、AIN4の波形において、
    500msを一周期として、でっばりになっている部分間がAIN4のチャンネルで
    サンプリングしている時間になります。

    サンプリングしている時間が入力電圧波形に出てしまっているように見えます。

    また、オシロで現象がでるまでずっと見ていると時間が経つにつれて矩形波の波形高が大きくなっていきます。

    #9322 返信
    KJ
    KJ
    従業員

    akinobu様

    ご確認ありがとうございます。
    Buffer=ONでも現象は解消されないのであれば当方の推定とは別要因かもしれません。
    原因に関してメーカへ問合せますので少々お待ちください。

    以上、宜しくお願い致します。
    KJ

    #9323 返信

    akinobu
    参加者

    先ほどの内容で訂正があります。

    AIN7の波形を測定開始時からオシロで見てたのですが、
    矩形波部分の波形高が増えるのではなく。
    矩形波部分以外の箇所が下がっていました。

    大変、失礼致しました。

    #9339 返信
    KJ
    KJ
    従業員

    akinobu様

    ご確認頂きたい点が2点ございます。

    ・SDCS(入力の短絡、断線検出回路)が働いている可能性があります。
    矩形波が出てくる際に、A/D Control Register (Address 02h)を
    読み取って頂けますでしょうか。

    ・MUXを停止して、単一チャンネルで現象がでるか否かを確認お願いします。
    MUXスイッチが入力信号になんらかの影響を与えているかの切り分けをさせてください。

    以上、宜しくお願い致します。
    KJ

    #9342 返信
    KJ
    KJ
    従業員

    akinobu様

    もう一点、入力部に付いています330Ωシリーズ抵抗の両端の電位差を調べて頂けませんでしょうか。
    どの経路で電流が流れているか知る手掛かりになるかと思います。

    以上、宜しくお願い致します。
    KJ

    #9343 返信

    akinobu
    参加者

    AIN7を固定にして下記、実験を行ったところ、波形は矩形波にならなかったのですが、
    入力電圧が時間が経つにつれて減少していきました。
    当初2.45Vでしたが2時間後に2.119Vまで減少していきました。
    また、下がり始めたときに入力部の330Ωの両端の電位差を見たのですが、
    テスターでADCの入力側(AIN7とAIN6)をプラスとしてオペアンプ側をマイナスとした場合、電位差は-0.45Vでした。
    このあと、SDCSを見る予定でいます。

    ・MUXを停止して、単一チャンネルで現象がでるか否かを確認お願いします。
    MUXスイッチが入力信号になんらかの影響を与えているかの切り分けをさせてください。

    #9347 返信

    akinobu
    参加者

    起動時から入力電圧が矩形波になるまでずっとA/D Control Register (Address 02h)を読み取ったのですがbit7~bit0はずっと0でした。

    #9348 返信

    akinobu
    参加者

    少し気になったのですが、差動入力でADCに入力してるのですが、
    AINCOM(5pin)がオープンだと何か問題とかありますか?

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