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ads1274前端放大

Other Parts Discussed in Thread: ADS1274, OPA2277, OPA2350, THS4521, LP38798

使用Ads1274 采集传感器信号,输入信号小于20mv,阻抗390欧姆。

基本思路是将输入信号放大125倍,小于2.5V,满足ADS1274输入范围,希望能提高精度。

前端放大电路由OPA2277+THS4521构成仪表放大电路后接入AD芯片,基准电压用Ref5025+OPA2350,具体如上图示。

现在测试遇到问题:

1.125倍放大时,输入信号6mv时,采集到数据3mv左右,抖动很厉害,接近1mv左右的跳变。

2.调整电阻,11倍放大时,输入信号6mv时,采集到数据5mv左右,同样抖动很厉害,接近1mv左右的跳变。

3.飞线,去掉OPA2277放大电路,输入信号直接接入THS4521,输入信号6mv时,采集到数据6mv,跳变20uv左右,精度在16位,基本正常。

感觉增加OPA2277放大后信号变得不稳定了,不知何原因。

另外:AVDD直接由IB0505LS产生,没有经LDO。


  • Hi William,

    请问测试的时候C114,C115连接了吗?

    你的输入信号是差分信号吗?带有共模电压吗?是怎么样跟这个电路连接的呢?

    OPA2277并非轨到轨运放,最小输出电压 比 负电压轨 高500mV @ 10k欧负载的时候,具体请参考数据手册Page4的参数表以及Page 7的OUTPUT VOLTAGE SWING vs OUTPUT CURRENT 图。

    Br

    Martin

     

  • thank martin

    c114和c115没有装焊。

    实际工作时输入信号为来自传感器的差分信号,测试时使用过开关电源输出作为输入信号,两种输入信号故障现象相同。

    共模电压为ADS1274的VCOM输出后经一级OPA2350放大后驱动四路,具体如下图:

    测试过将THS4521的共模电压Vocm管教悬空,无明显变化。

  • Hi William,

    能否详细描述下 来自传感器的差分信号 的具体情况,比如说共模电压,频率范围等。

    “ADS1274的VCOM输出后经一级OPA2350放大后驱动四路”是指驱动四路THS4521?

    Br

    Martin

  • 是驱动4路,单板上模拟输入信号为4路,所以ads1274的Vcom信号经OPA2350放大后驱动的4路THS4521。

    传感器信号:阻抗390欧姆,频率几十赫兹。

  • Hi William,

    THS4521内部会将共模电压设置为(V+ - V- ) / 2, 根据你的原理图来看,就是AVDD/2;

    传感器输出的共模电压是为0V 吗?

     

    Br

    Martin

  • 设计中THS4521的共模电压为2.5v,至于传感器输出信号的共模电压不是很清楚,具体有啥影响,请详解一下,对模拟方面比较欠缺。

    直接将信号输入THS4521,应用正常;

    加上OPA2277放大后就不稳定了;

  • Hi William,

    由于你的传感器输出直接接到OPA2277的同相输入端,而OPA2277是单电源供电的,因此传感器的输出共模电压值会直接关系到其电压是否超出运放的输入电压范围。

    请问你的传感器是什么型号的?其数据手册上应该有关于其输出信号的详细描述的。

    OPA2277的连接应该是没问题的,下图是TINA的仿真结果:

    Br

    Martin

  • 你好 Martin

    分别测量传感器差分信号单端对地,这样应该能得出信号的输入共模电压,因为传感器在客户那里,暂时不能确定。

    看资料输入共模电压的描述,

    opa2277:

    THS4521:

    设计中使用5v单电源,V-=0v,V+=5V,那么opa2277的输入共模电压范围:2~3V;而THS4521的输入共模电压范围:-0.2~3.7v,按照我的电路,传感器输入共模电压是不是必须在2~3V范围内。

    目前我直接使用电源输出的直流12mv作为差分输入信号,放大倍数为125,采集的数据为2.6mv左右,有最大400uv的跳变。

    有个疑问:12mv经过OPA2277放大后,电压测量为336mv,不是预期的12mv*125=1500mv,不知原因?

  • 建议你检查一下几点:

    1:电源采用的什么供电?用示波器测量下纹波,最好采用多级LDO。在运放电源紧靠IC出防置104贴片电容。

    2:输入运放的走线是否受到干扰?检查一下送往运放同相反相输入端的走线是否过长。

     

  • 开始我也怀疑电源供电,因为板子预留了LDO设计,芯片为LP38798。

    昨天装上LDO芯片试验后现象一样,无改善。

    至于pcb走线都尽量短的,不存在过长的情况,唯一就是THS4521差分输出到AD芯片时,稍稍长一点而已。

  • 传感器输出直接接到OPA2277的同相输入端,而OPA2277是单电源供电的,因此传感器的输出共模电压值会直接关系到其电压是否超出运放的输入电压范围。

    ADC输入信号形式有单端输入,伪差分输入和全差分输入,但无论哪种输入,ADC的绝对输入电压都要求在其供电范围内(Vcc-Vss), 否则芯片会损坏的。在你的图中所标的Analog Input Voltage, 就是指该芯片的绝对输入电压范围。 0.2V  是来自输入管脚对电源的ESD二极管。

    1)单端输入,比较好理解,我们跳过。

    2)如下图,上面的是伪差分输入,V-接在在一个共模电压上,一般为Vcc/2, 来获得最大的输入动态范围。V+的输入范围即 -Vref+ Vcm 至 +Vref +Vcm, 这样跟1)非常类似。

    3)全差分输入(Differential Input), ADC的V+、V- 输入绝对输入范围, V+=Vcm+/- Vref/2 , V- = Vcm-/+ Vref/ 2, then ADC的输入[(V+)-(V-)] = +/- Vref, 其实相对值。

    ADS1274的绝对输入范围是GND ~ Vdd, 其相对输入范围是+/- Vref/ PGA, 所谓的负输入电压是(V+ pin) - (V- pin),  并不是相对于GND。


  • thanks chaosong huang1 !

    我的电路设计为差分输入方式,但手里因没传感器,只有客户那里才有。所以自己调试的时候采用的伪差分输入方式,V+=13mv,V-=0v,v+和v-来自电源仪表的输出。

    而OPA2277的共模输入电压范围:2-3v,所以这里是存在问题的,请问一下输入电压不满足要求是否会损坏芯片呢?

    我目前存在两个问题:

    1.OPA2277放大倍数不正确,例如125倍方式,实际只有10倍左右的放大。

    2.opa2277放大经ths4521输入ad芯片,采集到的数据有800uv左右的跳变,而单独输入ths4521采集到的数据基本正常,只有20uv左右的跳变。

    下一步我先确定传感器的输出共模电压,看是否在2-3v范围内,如果不满足我准备将OPA2277换为cs3002,看资料CS3002的共模输入电压范围:-0.1-3.75v。

    不知我思路是否正确?

  • 补充:

    输入v+=13mv,v-=0v,不满足opa2277的输入范围,故今天将opa2277换为cs3002,cs3002为轨到轨,输入范围:-0.1--3.75v。

    但测试问题现象一样,同样放大倍数不正确,采集到数据抖动最大2mv抖动,感觉自己分析貌似有问题?求指教!

  • 现场看不到传感器芯片的具体型号,用万用表测量传感器差分输出信号单端对地电压,分别为4.3左右,是不是可以认为传感器输出信号的共模电压为4.3v?

    如果这样OPA2277、CS3002、THS4521好像都不满足输入电压范围。

  • 你好,我也遇到了同样的问题,采集精度只能达到16位。我的电话是13623901470,邮箱地址为:mengchunfang123@163.com希望能和你探讨和沟通。我觉得TI公司的技术支持有时候并不是太了解问题的实质,总是答非所问。

  • 20mV的差分信号,放大125倍,就是2.5V,THS4521的差分输入范围是1V,不满足要求吧!