AD598与AD7892调试心得(实际经验总结)
在前面的博文中,我曾经分两次介绍了AD598和AD7892,AD598将输入的正余弦信号,调理成适合AD7892采集的±10V信号,供AD7892采集。
AD598作为一种完整的单片式线位移差动变压器(LVDT)信号调节系统,能够将LVDT的机械位置转换成单极性或双极性输出的高精度直流电压。AD598将所有的调理电路功能都集中在一块芯片上,只要增加几个外接无源元件,就能确定激磁频率和输出电压的幅值。
AD7892是一款高速、低功耗、12位模数转换器(ADC),采用+5 V单电源供电。该器件内置一个1.47微秒(µs)逐次逼近型ADC、一个片内采样保持放大器、一个内部+2.5 V基准电压源和片内多功能接口结构,通过该接口结构可以与微处理器实现串行连接和并行连接。AD7892可接受的模拟输入范围为±10 V或±5 V (AD7892-1)、0 V至+2.5 V (AD7892-2)和±2.5 V (AD7892-3)。AD7892-1和AD7892-3的模拟输入均具有过压保护,允许输入电压分别达到±17 V或±7 V而不会损坏端口, 其吞吐量为500 kSPS(AD7892-1、AD7892-2), 吞吐量为600 kSPS (AD7892-3)。
在电路设计时,我们严格遵守AD598芯片资料要求,将涉及到的滤波电容分布在AD598芯片的周围,尽量减少分布电容的产生。为了保证输出信号的平滑性,我们在AD598的输出增加了RC滤波电路,滤波后直接进入AD7892采集。从理论上讲,这样的接法没有问题,但事实测量的结果是:AD598的输出只有-0.3~2.9V,不论输入的LVDT信号如何变化,输出永远为-0.3~2.9V。
经查证AD7892的芯片资料,发现AD7892的输入阻抗只有8K,远远小于期望值1M,而AD598的输出端阻抗已达100K左右,两者之间的阻抗明显的不匹配,这也是问题的症结所在。为了检查AD598的输出是否满足我们的要求,我用万用表测试后发现输出在±10 V左右,很明显,由于输入输出阻抗的不匹配,使得大部分电流消耗在AD598的输出端,导致AD7892的输入电压很低。原因找到了,就该考虑如何解决?
最后,我们利用板子上空闲的一片LM158,将其改成射极跟随器,将AD598的输出与AD7892的输入做到前后隔离,相互不影响,经测试,发现此时的AD7892的输入端满足我们的设计要求。
通过这次调试,深深体会到阻抗匹配在电路设计中的重要性。这次把这点体会写到这里,希望大家在以后的设计中少出现类似的错误,同时希望大家把阻抗匹配问题重视起来。
也许上面讲到的东西有不妥之处,还望大家多提宝贵意见!