[参考译文] UAF42：低噪声 50Hz 陷波滤波器

您好：  

感谢您提出这个问题、因为这是一个有源滤波器设计问题、所以我将其重新路由给我们的运算放大器团队。  
由于这是新的一年、请预计响应会延迟。  

祝您一切顺利、
Carolina  

你好、TICEC、

TI 有一个在线过滤器工具。  webench.ti.com/.../

是否需要低失调电压？ 直流电压值为低误差。  

我们已经尝试了基本的 UAF42、双 T 和 Fliege、但它们都不符合我们的要求。

哪些要求无法实现？

您好、Ron、

TICSC,

所需的信号是什么？ 您能在振幅、频率范围和变化率方面描述一下吗？  即使 50Hz 被滤除。 将此应用程序带到使用 60Hz 电源线的国家/地区、且 50Hz 滤波器失效。

如果变化率较低、则进行平均 FFT 分析可能会有所帮助。  

您好、Ron、

更多背景:该仪器适用于音频磁通学 (AMT)。 我们关心的频段大约为 1Hz 至 10kHz。 我们使用 ADS127L11 为 24kSPS、在电路板的 Rev 2 中、我们使用 PGA855 + ADS127L11 作为采集链。

对于预期的信号电平：

• 电 µV µV 在 0.1 μ V/m 至 100 μ V/m 之间 在高频段 (>1kHz) 中、它可以非常小—低至约 1–10 nV/m 在~10Hz µV 内、可能更像是 1–10 μ V/m

• 磁场约为 0.01nt 到 1nt。

信号本身看起来像噪声（频率的随机混合）、频谱通常随着频率的升高而下降。

一个重要的限制因素：我们目前仅在 50Hz 电源国家/地区使用该仪器。 这就是我对电力线干扰感到紧张的原因。 50 Hz 和附近的频率实际上是 AMT 中的“典型“观察点。 如果我们不抑制电源元件、我可能会担心它会完全将有用信号埋在 50Hz 左右、并使频域结果失真（视在电阻率/相位）。 此外、如果 50Hz 分量较大、它就会占用前端/ADC 余量（甚至使放大器饱和），从而有效降低微小实信号的分辨率 — 最坏情况下，某些器件会削波，从而完全丢失信息。

在您之前关于“低变化率“案例的说明中、您是否建议在 MCU 内部使用基于 FFT 的滤波器？

如果您有任何有关 PGA855 + ADS127L11 在强电源干扰下的超低电平感应方面的 TI 应用手册、参考设计或“最佳实践“指南、我将不胜感激。

此致、

公务员制度委员会

您好：  

考虑到 PGA855、建议 使用以下应用手册：利用 PGA855 全差分可编程增益放大器实现高 SNR

您能否分享您原理图中的 PGA855 部分、以便我回顾一下？  

祝您一切顺利、
Carolina  

TICSC,

我花了 20 分钟研究 AMT。 这有点有帮助。

对于前置放大器、低噪声和低 THD OPA161X 可能很有帮助。 如果需要低 IIB、则改用 OPA1656。 之后 50Hz 可以被滤除,或者添加相反的 50Hz 可以最小化 50Hz 噪声。 有些系统设置相位和振幅。 如果无用的 50Hz 是稳定信号、则可以正常工作。

在您之前关于“低变化率“情况的注释中—您建议在 MCU 内部使用基于 FFT 的滤波器吗？

是的、只有频率视图足以满足应用需求。

如果您有任何有关 PGA855 + ADS127L11 的 TI 应用手册、参考设计或“最佳实践“指南、请了解我们在超低电压感应和强电源干扰下的应用手册、参考设计或“最佳实践“指南、我将不胜感激。[/报价]

我将把邮件转回 PGA855 团队进行处理。  

您好 Caro、

以下是原理图。

希望你们能提供一些帮助。

此致、

公务员制度委员会

您好、  

未附加原理图、您能重试吗？  
如果您在 e2e 上需要帮助、敬请告知。  

祝您一切顺利、
Carolina

您好 Caro、

道歉。 在这里。

e2e.ti.com/.../ACQ_5F00_A_5F00_V1.1.pdf

此致、

公务员制度委员会

您好、

好的、谢谢、请立即删除它以保护客户的 IP。
以下是我对客户的回复：

如果您尚未使用模拟工程师计算器的 共模和差分 滤波器：ANALOG-ENGINEER-CALC 计算 工具|德州仪器 TI.com

我会将输入滤波器从 40kHz 更改为一个激进得多的滤波器。 在通过放大器之前、可以滤除位误差中的很多误差。  

由于目标频率范围高达 10kHz、因此可以尝试 30kHz。
如果这样可以提高性能、请继续降低、同时检查 10kHz 的精度是否完好无损。

下面是我在 PGA854 上使用的滤波器示例、PGA854 是一款目标频率为 1kHz 的同级器件：  

ADS127 提供了哪些 SNR 和 THD 值？ 增益为 1 的任何位置？  

您的有效位数是多少？  

还请指定以下两个节点的电压范围：  

祝您一切顺利、
Carolina

您好 Carolina、

我明白您的意思。 您的目的是为了在 PGA855 之前将共模和差模滤波器调整为 40kHz 至 10kHz、对吗？ 例如、11kHz？ 我以前这样设计,因为我看过 ads127l11 和 PGA855 的设计图,所以我直接复制了它们。

ADS127 提供了哪些 SNR 和 THD 值？ 增益为 1 的任何位置？  

>>需要对 ADS127 的 SNR 和 THD 进行进一步测试。

您的有效位数是多少？  

>>对不起,我还没有进行这个测试。 我们的测试通常包括范围、带宽、校准、白噪声测试、功能测试、 功耗和噪声的影响。

还请指定以下两个节点的电压范围：  

这是磁杆信号的输入接口。 磁杆信号是伪差分信号。 我们可以将其视为单端信号。 它由+12V 和–12V 供电、  AINH_P 上的输出为 20Vpp AINH_N 通常被理解为接地。

此致、

公务员制度委员会

您好：

相关的值。  
PGA855 原理图中的电源 在输入电压电源 (Vs+和 Vs-) 中为±5V、在输出级电源中为 5V 单端电源 (LVDD = 5V、LVSS = 0V)。  

我正在利用产品页面中的计算器进行以下分析： PGA85X-PGA370 INPUT-OUTPUT-RANGE-DESIGN-CALC 计算工具|德州仪器 TI.com

使用这些电源对于 PGA855、可接受以下输入共模电压：  

产生以下输入和输出：  

我们可以将其视为单端信号。 它由+12V 和–12V 供电、  AINH_P 上的输出为 20Vpp AINH_N 通常被理解为接地。

上述说明的共模电压为 10V、差分电压为 ±10V、PGA855 将无法得出正确的结果。  

为了能够使用此输入运行、PGA855 所需的电源如下所示：  

• Vs+= 18V
• VS -=–18V
• LVDD = 5V
• LVSS = 0V  

祝您一切顺利、
Carolina  

您好 Carolina、

我想提出另一个问题。 在接地短路期间进行噪声测试时、在 G=1 的 PGA855 下、1Hz 电场采集通道的 PSD 为 141nV/√(Hz)、并且在 10kHz 频段内、PSD 为 69nV/√(Hz)；当 G=4 时、1Hz 电场采集通道的 PSD 为 58nV/√(Hz)、而在 10kHz 频段内、PSD 为 38nV/√(Hz)； 1Hz 频率下磁场采集通道的 PSD 为 137nV/√(Hz)、在 10kHz 频带内、PSD 为 82nV/√(Hz)。 我可以问这是否正确？

此致、

公务员制度委员会

您好：  

与器件数据表中的图 7-35 相比、您看到的数字感觉很高。

请您向我解释一下“在接地短路期间进行噪音测试“的含义是什么？

祝您一切顺利、
Carolina  

您好 Caro、

您好：  

这些答案来自之前分享的计算器：  PGA85X-PGA849 INPUT-OUTPUT-RANGE-DESIGN-CALC 计算工具|德州仪器 TI.com

Vs+为 5V、VS-为–5V、LVDD 为 5V、LVSS 为 GND、VCOM 为 2.5V

祝您一切顺利、
Carolina