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THS1209两个通道同时采样同一个信号,为何会有相位差?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

TI技术大牛:

       您好!我现在用的THS1209双通道同步采样相同的正弦波信号,将采样结果发送到上位机并用excel的画图功能画出来,发现两个通道之间有个相位差,但是幅值是一致的,不知道是什么原因呢?

Hi

   THS1209虽然可以作为2个单端输入,但是实际上内部只有一个ADC在转换,并不是同步的对两个信号进行采样转换。

相位差多少?

相位差根据每周期采样点数不定。每周期采样10点时,相位差35.5度左右,50点时5度左右,100点时,3度左右

HI

你是说不是同步采样的?但是datasheet里面说是同步采样的啊。

Hi

   THS1209Z只有一个串行输出接口,并不是两个并联的转换通道。

Hi  

       或许可以做到同步采样,但是您从ADC的方框图: http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/ths1209.pdf 第八页:

     

       可以看到ADC内部只有只有模数转换模块,而接口输出,同一时间串口也只能输出一个转换结果。

Hi

   见THS1209同步功能的描述:

   Synchronization output. This signal indicates in a multi-channel operation that data of channel A is brought to the

digital output and can therefore be used for synchronization.

  以及如下,具备同步功能的时序:

 

     数据是串行输出的,你通过上位器得到的两个转换结果,本身带有先后顺序。

    

我是将这两个通道的采样信号分别读取的,隔一个读取一个,就是用一个数组读取channel1的值,另一个数组读取channel2的值,但是同样是DataN的值,如果是同步采样,那channel1和channel的值应该是一模一样对么?结果是幅值是一样,但是却有相位差,而且根据采样点数的不同而不同。是这个芯片THS1209不是同步采样芯片么?是一个通道采和转换,再另一通道采和转换吗?再问个问题,ADS2806是同步采样的么?

Hi

    Datasheet没有表明是同时采样,并通过保持电路来保持这个样值得,而我认为应该是先后采样的,原因是即便同步采样也没有意义(不需要用两个通道采样同一个信号),因为即便同步采样,也不能同步转换和输出。

    选择1 single-ended channel/1 differential channel 与2 single-ended channels 最大转换率不同时因为,前者的转换只需要一次采样脉冲,而后者两位要两通道转换,所以需要两次转换脉冲,也就是说后者要用两倍的前者时间,所以转换频率折半了,并没有均分采样频率。

Hi 

   虽然datasheet中没有提及同步功能,但是ADS2806 采用同一个Timing Circuitry,这个直接控制芯片内采样,转换,输出,而且都是采样沿(上升沿/下降沿)控制,应该可以实现很好的同步功能。

  datasheet里面第一页的Feathers第一句话就写了Simultaneous Sampling of 2 Single-Ended Signals or 1 Differential Signal,以及第16页的图片,我认为都表明了这个芯片是同时采样的。我同时采样相同的信号是为了测试的,我的本来设计是同时采样不同的信号,还要计算相位差,而在示波器里看到相位差几乎为0的两个信号,采出来的相位差竟然是40度左右,所以才会让两个通道采一个相同的信号做测试,结果还是有相位差。

Hi

   同意,从第十六页的图看确实是这样, 即是同时采样,其中之一会保持,不同时候转换,和绝大多数的可选通道控制不同。

   你能确认你转换的有效位吗? 因为如果是对同一采样值的转换,看一下是不是因为转换出来的结果,因为noise(有效位之外的位数)而使得同一值转换的结果不同,也就是说两通道会得到不同的值,而因为这个值差造成你所看到的相位?

    这个应该是可以算的,确认有效位,看看Noise造成最大相位差会不会小于40度?

Hi

   即便是noise,所造成的相位差是非常小的,需要确认你的算法对不对?

Hi

   之前主要是关注并联通道的同步转换了,THS1209确实是同步采样,然后分别转换:

  

算法上实在找不出有什么不对的地方,很简单的采集保存再读出就发送到电脑上拟合出曲线了。我在想是否还是芯片上的有什么方面是我没有注意的。

另外,我想问下,有时序与THS1209差不多的双通道同步采样的芯片吗?最高采样频率在8MHZ以上?

Hi

   不知道有没有办法确认到,对于同时采样的两个信号的转换值?  这两个值在电脑绘图时,应该是同时时间坐标(这个有办法确认到吗?)。

    算相位差时都是用值来算出角度,然后角度相见,40°的相位差意味着两个转换值相差非常大。(此时建议您模拟输入信号的幅值尽量大一点,如果交流的幅值非常小,也是可能造成相位差非常大的)

    

Hi

   另外你还可以查一下两次转换的结果,如果你直接采用正弦的输入信号,可以通过这个转换值进行反角度计算,然后求角度差。

   我比较倾向于是电脑绘图造成的差异。

我的幅值不是很小,大概有差不多1Vpp了。是不是这款芯片的时钟管理电路没有那么严格的同步性啊?有没有什么同步性指标呢?

就是讲采样的转换值直接通过串口发送至上位机,而且肯定是时间坐标相同的。

Hi

   不应该是时钟管理的问题。就算时钟上有问题,不会影响到转换的结果。

   对于先后转换得到的两个数据会通过上位机分别上到两个数据表,让后将这些数据绘成波形图。

   整个过程中,如果得到的两组数据,转换值是基本上一样的(非常小的误差), 得到的波形应该是基本上一致的。

Hi

  仍建议确认一次采样的两次转换值。

Hi

   是否确认到问题所在? 

此问题已解决。

在时序图中,我看到经过四个时钟延时,第五个时钟周期出第一通道的第一个数据;所以我从第五个时钟开始读取channel1,第六个读出channel2……以此类推。事实上,却是延时5个时钟周期开始出数据,即第六个时钟周期出的是channel1的第一个数据。这样我之前的算法就错了位,所以导致有相位差。THS1209确实是同步采样的。

Hi

  感谢分享。

  之前提到可能错位,其实这类从转换值上面应该可以看出来。

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