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[参考译文] THP210:单端到差分、电平转换、二阶滤波器、ADC 缓冲器、单级

Guru**** 2473270 points
Other Parts Discussed in Thread: THP210

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1551583/thp210-single-ended-to-differential-level-shift-2nd-order-filter-adc-buffer-single-stage

器件型号:THP210


工具/软件:

适用于工业应用:

我们需要使用 THP210 为 SAR ADC 执行电平转换、单端到差分转换、二阶有源滤波和缓冲器。 只需使用一个放大器。  

输入信号为单端 0 至 5V 1KHz 最大 BW 信号。 我们有一个稳定的 2.5V 基准。 我们想将单端 0V 至 5V 信号转换为以 2.5V 为中心的–5V 差分输出信号。 负载将是 5V 差分 SAR ADC 的输入(1Msps、16 位:对 1KHz 信号进行过采样)。 我们希望该放大器级还实现~ 10kHz BW 二阶 Sallen-Key 滤波器。     

如果可能的话、请告知我们您对电路实现的建议、包括 SAR ADC。 是否建议使用额外的缓冲级来驱动 ADC?

最高环境温度:55°C

谢谢

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Haydar,

    下面的 PDF 显示了一个将 0V 至 5V 转换为差分–5V 至+5V 的电路。  该电路还具有一个运算放大器有源 1kHz 滤波器。  电平转换的关键是将其中一个 FDA 输入连接到您的 2.5V 基准、并将另一个连接到单端 0V 至 5V 信号。  该滤波器可以使用 Filter Pro 进行设计。  Filter Pro 是一款旧的可下载滤波器设计软件、可在此处找到:   过滤专业 。  下面还提供了用于测试配置的 TINA 文件。  如果我遗漏了任何内容、请告诉我。

    e2e.ti.com/.../TLV_2D00_PWM.pdf

    e2e.ti.com/.../fda_2D00_opa_2D00_filter.TSC

    此致、艺术

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    感谢艺术、

    我有几点意见:

    1.是的、我同意您的电路将进行 SE 至差分转换、但输入共模将随输入而变化。 我的部分问题是查看对输入共模变化敏感度最低的推荐差分输出运算放大器。

    2.您的建议在 SE/DIFF 转换之前的输入端有一个滤波器。 您是否有将滤波器整合到 SE/DIFF 转换器级中的建议?  

    3.整体 SE/差分级输出是否能够驱动典型 1MSPS SAR ADC 的充电/放电采样电容器负载? 是否建议在 SE/DIFF 转换后添加一个额外的缓冲级?

    感谢您的支持

    Haydar

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    Haydar,

    1. 运算放大器和 FDA 的 CMRR 非常好(两种器件的典型值均为 140dB)。  差分运算放大器使用差分放大器电阻器配置将差分信号转换为单端信号。  差分 运算放大器电路上的直流 CMRR 取决于电阻器失配差分运算放大器电路的交流 CMRR 取决于运算放大器的 CMRR 随频率的变化。  除非我误解了您的意图、否则我认为您最好在单端配置中使用运算放大器。
    2. 我更新了 PDF、以将 FDA 作为二阶有源滤波器。  运算放大器和 FDA 都是总体滤波器阶数为 4 的二阶有源滤波器。  请注意、您可以下载 filter pro 并找到运算放大器和 FDA 的元件值。  我也可以帮助修改滤波器、但我认为您可能希望使用该软件、因为有许多选项可供考虑、您可能应该根据您的系统需求做出这些选择。  例如、您想要巴特沃斯或 chebbchwich 响应吗?  是否要使用 Sallen-Key 或 MFB 拓扑?  Filter Pro 非常易于使用、因此我强烈建议您试用。
    3. THP210 数据表中的图 9-10 展示了通常用于驱动 SAR ADC 的 RC 滤波器。  20 Ω 电阻器和 100 Ω 电阻器用于使 THP210 保持稳定。  THP210 专为此类应用而设计、因此您无需额外的缓冲。  需要注意的唯一一点是、对于分辨率非常高的 SAR 或速度更快的 SAR。  因此、采集时间短的 20 位 SAR 可能无法完全稳定。  采集时间是内部采样保持开关关闭且内部采样保持需要在此期间完全稳定的时间。   采集时间、这对稳定非常重要。  例如、1Msps ADC 的采集时间可为 0 至 1us。  显然、0s 采集时间毫无意义、但我想说的是、采集时间将小于总采样周期。  1MHz 的典型采集时间为 300ns、但您需要检查特定的 ADC 规格。   通常、SAR 设计的目标是稳定到 1/2LSB、这样对于分辨率更高的 ADC 来说、稳定要求更具挑战性。  建立过程都可以进行仿真、如果需要、可以提供帮助(请提供 ADC 器件型号)。

    e2e.ti.com/.../TLV_2D00_PWM_2D00_both.pdf

    e2e.ti.com/.../fda_2D00_opa_2D00_filter_2D00_both.TSC


    此致、艺术