[参考译文] PGA117：UX 开关频率为 PGA117

您好，

数据表第8.5节显示了稳定时间。 PGA117的稳定时间似乎至少是2µs µ s。 这是否合适？

凯

您好，

PGA117当然可以用于测量50 Hz 信号。  根据应用的分辨率要求以及驱动多路复用器的传感器或电路的源阻抗，它可能满足您的稳定要求。  

关于多路复用器通道稳定，PGA117数据表提供了表1“频率响应与增益”。  该数据表提供了100pF +10k 电容负载的预期稳定时间与增益。  输出4Vpp 信号的增益为0.01%时的稳定时间为10µs Ω。  

在您的应用中，如果驱动多路复用器的电路/传感器的源阻抗不是太高，并且根据目标 ADC 分辨率，多路复用器应稳定在每个通道允许的68µs Ω 范围内。  稳定到0.01%相当于12位分辨率的 LSB (最小有效位)的½ Ω。  驱动 ADC 时，数据表建议在 PGA117和 ADC 之间使用100欧姆和1nF 的 R-C 反冲滤波器，以获得最佳性能。  RC 滤波器会略微减缓沉淀速度，但您仍应能在68 µs 至0.01%的分辨率范围内稳定下来。

2µs 可支持的采样/采集时间，当驱动 R= 100Ω 和 C= 1nF 的 RC 滤波器时，设备能够驱动采样保持并稳定在12位分辨率约为 º C。

－ADC 位分辨率要求是什么，采样和保持电容器的值是什么？  您驾驶的是哪个 ADC 设备？  由于您允许每通道使用68 us 采样，是否可以将采样暂挂采样时间从1.67µs º 延长到2µs º？

-驱动 PGA117多路复用器输入的传感器或电路的输出阻抗是多少？ (或者哪个电路或传感器驱动 PGA117 mux 输入？)

遗憾 的是，该设备是12年前开发的，目前还没有详细的模拟或官方 TI SPICE 模型，但我们可能能够提供计算或近似值。

谢谢大家，此致，

路易斯

用户好，

您打算使用什么 ADC？

凯

用户好，

请提供 ADC 部件号，ADC 位分辨率和采样保持电容器值(如果有)的详细信息。  此外，请告诉我，您是否有调整或延长采样时间的灵活性；因为您允许68us 进行多路复用器沉降。   

PGA117数据表提到，该器件可以支持12位分辨率 SAR ADC 以500kHz 的频率采样，但它对特定 ADC 的采集时间和转换时间并不明确；但是，我们可能能够提供支持的采样时间的估计值。

同时，请告诉我驾驶 PGA117的电路的详细信息或驾驶 PGA117 mux 的电路的输出阻抗。

谢谢大家，此致，

路易斯

用户好，

另一个选项是在 PGA117和 ADC (例如 OPA365)之间插入专用 ADC 缓冲器。 其0.01%的稳定时间仅为300纳秒

凯

你好路易斯

ADC 是一种微型嵌入式 ADC，即 STM32U585。 它是14位，我们可能使用16倍的超采样，因此对于每个转换周期，它最多是4US。 csh 为5pF。 电路的输出阻抗为470kohm，不是低输出阻抗电路。

你好

在这个应用中，PGA 的输出让我感到非常奇怪，它是3 50Hz 正弦波的组合。 信号每64个变化一次。 我想知道这是正常使用吗？ 在某些情况下，我会小心地处理3个信号，使用微嵌入式 mux 来切换通道。 这似乎更正常，人们用什么来做

用户好，

请显示一些范围图解。

您有6个输入通道，并且每秒切换15625次？ 每个通道都切换到 PGA117的输出，时间为64µs？ 那么，你想在这64µs 时期做一个样品吗？

凯

用户好，

多路复用器稳定

当 µs 源驱动时，多路复用器(不考虑内置 PGA117放大器的沉降)大约需要27.70-M Ω，以在16位分辨率的½ 470kΩ Ω-LSB 范围内稳定。

如果源阻抗为470kΩ Ω，则电路的稳定主要由源阻抗与 PGA117多路复用器的通道电容和内置 PGA117放大器输入电容的相互作用决定。  为了使多路复用器在16位分辨率内稳定，在全屏信道更改后，您需要等待一段延迟，以允许多路复用器稳定：

TMUX__沉降=τ*(N + 1)* ln (2)

其中 N 是所需的位分辨率(N =16位)，τ 是与源阻抗和电路输入电容相互作用形成的时间常数：

τ=~(RSource + RSW)*(CCH+ CAMP)

多路复用器稳定的近似计算：

这种多路复用器稳定计算不会影响 PGA117内部放大器的稳定。  ½，假设 PGA117数据表的表-1显示，在4Vpp 输出步长变化后，PGA117将在 G=128V/V 下以10µs º C 的分辨率(或12位分辨率的 º LSB)稳定为0.01%； µs 延迟68 µ A 足够多路复用器和 PGA117电路在信道更改后在16位分辨率内稳定。

ADC 采样保持稳定

没有官方的 PGA117调味宏可以准确地建模频率上的输出阻抗，以模拟样品和保压的沉降或驱动，不幸的是，PGA117数据表中没有提供输出阻抗特性。 但是，图75的电路显示，在 PGA117输出和 ADC 输入之间使用 RFLT= 100Ω 和 CFLT = 1nF 的 RC 滤波器时，设备可以支持300kHz 的16位稳定，同时驱动40pF 采样保持。  数据表并未明确说明这一转换周期中有多少是采集时间和转换时间；但是，如果我们做出保守的假设并允许采集/采样时间为1/300kHz = 3.33µs 来为 csh=5-pF 采样保持充电，设备将很容易稳定。

您是否允许将 STM32U585的采集时间编程为3.33µs？ 听起来您的转换周期时间是4µs。  请告诉我您是否需要更详细的分析，创建一个包含转换率，小信号增益和输出电阻过频的简化模型可能是可行的，但需要一些时间。  或者，如果您需要更短的采集/采样时间，您可以考虑缓冲设备。  OPA325 (10-MHz)或 OPA320 (20-MHz)可被视为在此应用程序中缓冲 PGA117。

谢谢大家，此致，

路易斯

你好路易斯

感谢您的详细解释。 这真的很有帮助。 如何使用 TMUX1308和 OPA348，增益是12倍。 如何计算沉降时间。 ADC 样本保持时间为68个周期，时钟为40MHz，因此为1.7 us。 转换时间为12.5个周期。

您能否支持 TMUX1308 + OPA348沉降时间计算？

谢谢！

用户好，

OPA348显示稳定时间为7µs，这对您的应用来说太高了。 为什么不采用我向您推荐的 OpAmps Luis，即 OPA320，OPA325或 OPA365？

凯

用户好，

OPA348是一种1 MHz 带宽运算放大器，是低功耗应用的最佳选择。  由于其输出阻抗更高，本设备不支持1.7µs Ω 采样周期为采样保持充电。

具有较高带宽和较低输出阻抗的轨对轨输入/输出放大器是驱动 ADC 的最佳选择。  选择通常用于驱动 ADC 的 OPAx325 (10-MHz)和 OPAx320 (20-MHz)等放大器。 OPA392 (10 MHz)和 OPA377 (5 MHz)也是此应用的可能。

由于 mux 是以470kΩ Ω 的高源阻抗驱动的，因此您必须仔细考虑源阻抗和每个通道的总寄生电容的相互作用。 PGA117多路复用器提供典型的相对低电容约为2pF，而 PGA117内部输入放大器的输入电容为~3pF，因此通常能够按照上一个 POST 的估计在27µs Ω 至16位的分辨率范围内稳定。  

离散多路复用器将输出引脚绑定，可能会显示更大的信道容量。 大多数离散8:1多路复用器提供~10pF 至~20pF 范围的信道容量。  离散运算放大器输入还将显示~10pF 范围内的输入电容。  当您将 PCB 板的寄生电容添加到总电容中并计算多路复用器的稳定时间时，当以470kΩ Ω 高~250µs Ω 源阻抗驱动电路时，这会产生大约~110µs Ω 至 Ω 范围的信道对信道稳定时间。  

可以使用 OPAx320或 OPAx325增益12x 配置来驱动 ADC；但挑战在于降低470kΩ Ω 源阻抗或缓冲8路多路复用器输入，从而增加设计的成本和面积。

如上所述，一个提供良好的精度/准确度和稳定性能的合理折衷方案是在选定增益配置中使用 PGA117，然后使用 G=1上配置的 OPAx325缓冲 PGA117输出。 这将满足您的1.6µs Ω 采样要求，并可能提供合理的信道对信道稳定时间。

我正在研究一个 TINA 模拟，并将在未来几小时内提供 STM32U585 ADC 和运算放大器的更新。

谢谢大家，此致，

路易斯

谢谢路易斯

OPA348就是一个例子。 您可以更改为您认为可能的任何放大器。 对我来说，一件重要的事情是获得放大器的规格(要求)。 因此，让我们忘记 OPA348

用户好，

请给我们一个范围图解，显示 PGA117输出处的三个正弦波。

凯

你(们)好，凯

当然。 信号是3正弦波的组合。 对于每个时隙，它为512us。 对于前64us，它是 L1的形状，对于第二64us 的形状是 L2的形状，对于第三64us 的形状是 L3的形状。 其余为320us。 无信号。 准备其他频道。

文件1是原始的3通道信号。文件2，绿色曲线是我想要组合3通道信号的曲线。文件3和文件4是信号的详细信息。 您可能会在文件4中看到。 绿色信号首先跟随蓝色信号，然后是黄色，然后是紫色。 由于 TMUX 的组合，存在一些过冲和过潮。

e2e.ti.com/.../2476.pdfe2e.ti.com/.../2.pdfe2e.ti.com/.../3.pdfe2e.ti.com/.../4.pdf

你好

我知道您更喜欢使用 OPA325替换 PGA117。 我唯一的问题是希望放大器的非逆变器输入增益达到16倍。 在这种情况下，OPA325是否仍然是一个好选择？

提前感谢！

用户好，

我没有建议更换 PGA117。  由于 您正在测量不同的通道，我们建议您使用 PGA117作为前端多路复用器和增益级。  然后，PGA117输出在 G=1时使用精确的 OPA325进行缓冲，以驱动 ADC 采样保持，支持~1.7 us 的采样采集时间。  PGA117通道电容和内部 PGA 输入放大器电容通常很低(~2pF 和~3pF)。 正如我们所解释的，PGA117多路复用器信道到信道的稳定取决于与信道电容交互的源阻抗(470kOhs)。  更换通道时，您需要留出足够的时间，根据 PGA117的寄生电容和通道输入的任何附加寄生 PCB 电容，电流超过28US。  假设 OPA325正在缓冲 PGA117输出以驱动 ADC，则提供的模拟用于 OPA325采样保持稳定。

或者，也可以在驱动 ADC 的增益配置(不带 PGA117的解决方案)上使用独立的 mux (如 TMUX1308)和 OPA325。  但是，请记住，离散 mux 具有 大约~11pF 的连接通道电容，OPA325的输入电容大约为8pF。 该解决方案也可以工作，但由于高源阻抗(470kΩ Ω)与更大的总电容相互作用，因此会导致更长的信道到信道 mux 沉降。  

如果您不能等待信道到信道多路复用器的延迟稳定，您可能需要缓冲多路复用器的每个输入，或者降低源电路的470kΩ Ω 阻抗。 多路复用器稳定的限制因素是高源阻抗。  

谢谢大家，此致，

路易斯  

你好，路易斯

因此，我们只需忘记 PGA117。 我的请求是测量最多8个信道信号。 信号为50Hz 正弦波。 我的想法是首先使用多路复用器将8信号组合为1信号(如所附)。 我使用绿色信号来表示红色/蓝色/黄色信号。 同时，我想放大绿色信号以获得不同的增益，这种增益最多为16倍。 但收益不会有很大的改变。 它通过初始化(可能通过固件)来修复。

因此，第一步，我需要组合模拟信号，目前有3个通道，但它最多可以是8个通道。 然后我需要放大信号。

可能使用 PGA117，或者使用 TMUX1308+OPA325，或者您可以在某个地方添加缓冲区。

我的意思是，我们不需要使用 PGA117。 我们可能会利用可能的手段来实现这一目标。

有一个约束。 模拟信号来自一体式。 我想测量电流信号。 我让电流通过 L1并生成电压信号。 然后我使用 R1和 C1作为积分，问题是积分的输出阻抗不是0。

我希望我能明确我的要求。

谢谢！

用户好，

在上述岗位上，ADC 计时要求很明确，但我需要澄清可为粘接提供的最大延迟。   如果您明确定义了结算要求，我们当然可以为您提供一些电路建议。  

帖子提到您一次在 一个 mux 频道中花费68us，并且可能(或可能不)要求平均16倍的转换。 ADC 采样时间为1.7 us，ADC 转换时间约为0.312us，一个完整的 ADC 转换周期为2.012us。  这是否意味着您需要花费16x 2.012us = 32.192us 来执行转换，并且可能允许多路复用器稳定的最大延迟35.8us。  这是正确的吗？  或者，您是否需要在换频道后更快地解决问题？  请阐明频道更改后的稳定时间的最大延迟是多少。

在每个多路复用器输入处添加缓冲器将消除长延时复用器的问题。  以下是根据您的定时要求和增益要求确定的几个选项，用于缓冲400千欧姆源电路：  

 a) 8个 OPA325 (或其他运算放大器)缓冲器(每个 mux 输入一个缓冲器)+ TMUX1308 + OPA325 (非反相固定增益16x)

电路的沉降速度相对较快，例如，在输入端使用 OPA325，可能约为1到2 us；我们可以详细分析并提供详细的沉降目标。  我们可以根据稳定要求选择更快或更慢的放大器。  输入缓冲器隔离400kOhm 源阻抗，因此这不是问题。  您是否可以将固定的非反相增益设置为16倍？

  B) 8个 OPA320缓冲器(每个 mux 输入一个缓冲器)+ TMUX1308 + OPA3S328 (具有两个增益选项的非反相可编程增益放大器)

另一种可能性是使用 OPA3S328，该装置提供2组集成开关来构建精确的可编程增益放大器。 OPA3S328 具有宽带宽(40-MHz)。  可以灵活地选择两个定制的增益选项以满足需求。  它将很快解决(可能不到1us)，并将轻松驱动 ADC 而不会出现问题。  我们可以提供详细的分析并确认结果。  您已请求获得16倍的收益。  哪些其他增益设置可能感兴趣？

根据您的时间安排或解决要求，可能还有其他替代方案，

 此致，

路易斯·奇奥耶

用户好，

在上述岗位上，ADC 计时要求很明确，但我需要澄清可为粘接提供的最大延迟。   如果您明确定义了结算要求，我们当然可以为您提供一些电路建议。  

帖子提到您一次在 一个 mux 频道中花费68us，并且可能(或可能不)要求平均16倍的转换。 ADC 采样时间为1.7 us，ADC 转换时间约为0.312us，一个完整的 ADC 转换周期为2.012us。  这是否意味着您需要花费16x 2.012us = 32.192us 来执行转换，并且可能允许多路复用器稳定的最大延迟35.8us。  这是正确的吗？  或者，您是否需要在换频道后更快地解决问题？  请阐明频道更改后的稳定时间的最大延迟是多少。

从您的电路看，源电路的阻抗不仅是400kOhm 电阻，而且是100nF ||(400kOhm + 1.5uH)的并行组合；因此，在 mux 切换期间，阻抗要低得多。  但是 ，在10安培微安中，流经400千欧电阻器的电流相对较小，而且每次 mux 开关时，这可能会干扰集成，因为 mux 在切换通道时需要几微安的电流。

在每个多路复用器输入处添加缓冲器将有助于消除集成中的任何错误；以及由于 mux 切换而导致的长时间沉降延迟。  以下是根据您的定时要求和增益要求确定的几个选项，用于缓冲400千欧姆源电路：  

 a) 8个 OPA325 (或其他运算放大器)缓冲器(每个 mux 输入一个缓冲器)+ TMUX1308 + OPA325 (非反相固定增益16x)

电路的沉降速度相对较快，例如，在输入端使用 OPA325，可能约为1到2 us；我们可以详细分析并提供详细的沉降目标。  我们可以根据稳定要求选择更快或更慢的放大器。  输入缓冲器隔离400kOhm 源阻抗，因此这不是问题。  您是否可以将固定的非反相增益设置为16倍？

  B) 8个 OPA320缓冲器(每个 mux 输入一个缓冲器)+ TMUX1308 + OPA3S328 (具有两个增益选项的非反相可编程增益放大器)

另一种可能性是使用 OPA3S328，该装置提供2组集成开关来构建精确的可编程增益放大器。 OPA3S328 具有宽带宽(40-MHz)。  可以灵活地选择两个定制的增益选项以满足需求。  它将很快解决(可能不到1us)，并将轻松驱动 ADC 而不会出现问题。  我们可以提供详细的分析并确认结果。  您已请求获得16倍的收益。  其他哪些收益设定可能感兴趣？  

根据您的时间安排或解决要求，可能还有其他替代方案，

 此致，

路易斯·奇奥耶

你好路易斯

ADC 采样时间为1.7 us。 这与 mux 开关一起使用。 因此，ADC 电容器的充电电压应为1.7美国，包括 mux 切换时间和放大器的稳定时间。 通常，我猜 mux 的切换时间比我们的水平要快得多。 我认为 L/R/C 的输出阻抗不是400kohm，在50Hz 下应为400k||200nf，因此阻抗大约为1/2/PI/50/200N=15.9kohm。 考虑到 mux，可能需要一个缓冲区。

也许我们有以下解决方案。

1. 8xbuffer+mix+fix 增益

2. MUX +修复增益

在解决方案1中，mux 的泄漏电流可能并不重要。

在解决方案2中，mux 的漏电流可能非常重要

而 mux 的切换时间应该非常重要，应该比1.7美得多。 因此，它将为增益放大器提供更多时间来稳定。

切换时间和稳定时间应小于1.7 us。

非常感谢您的帮助。 这让我对应用有深刻的了解

用户好，

mux 切换时间是否起作用？ 我知道 mux 通道选择比 ADC 采样要早一些吗？

为什么不缓冲来自 LRC 电路的信号？

凯

用户好，

感谢您对多路复用器稳定要求的澄清。  了解 LRC 源电路的详细信息以正确执行分析也很有帮助。

我将为解决方案1提供建议和分析：8倍缓冲+ mux +amp，16倍无反相修正增益。

我预计我将在美国时间星期一下午之前获得解决方案1的更新。 我预计提案1将符合解决/解决标准。

 之后我将跟进提议2 (无 mux 缓冲区)，并在时间要求范围内显示可实现的稳定/解决性能。

谢谢，致以最诚挚的问候。

路易斯

缓冲信号是可以的，特别是以下电路的阻抗不够高

你好，路易斯

谢谢！ 我更喜欢使用 mux 来选择合适的反馈电阻器，以使增益变得灵活。 但增益选择只能在系统通电时完成。 加电后它不会切换。

您好，

您可以这样做：

每个 RLC 元件都由单个 OPA325进行缓冲，这主要是因为 OPA325的输入偏置电流比 TMUX1308的开关漏电流小得多。 如果没有 OPA325偏移，可能会出现高达+/-20mV 的电压偏调。

第一个 TMUX1308选择八个输入通道中的一个。 第二个 TMUX1308允许简单的增益切换。 选择所示三个通道(U8，U13和 U14)的顶部通道时，会设置因子1的增益。 选择中间通道时，将设置因子4的增益，选择底部通道时，将设置因子16的增益。

最后，输出部分(U12)显示了路易斯建议的电荷反冲滤波器。

许多220R 电阻器有多种用途：

1.它们在极短的信道切换期间限制了切换电流。 请记住，在信道切换过程中，许多接点电容都必须充电和放电。 220R 电阻器有助于最大程度地降低开关噪音。

2．OPA325输出处的220R 电阻器用作隔离电阻器，用于将 MUX 的接线电容和运算放大器的输入电容与 OPA325输出隔离。 省略这些隔离电阻器可能会导致不稳定。

OPA325输入处的220R 电阻器与运算放大器的输入电容一起用作低通滤波器。 还可隔离 OPA325中看到相同输入信号的输入。

220R 电阻器还可抑制寄生铜磁道电感，寄生接点电容和杂散电容形成的任何共振。

当然，为了节省板载空间，您可以轻松使用双或四版本的 OPA325，OPA2325或 OPA4325。 在任何情况下，每个 OPAMP 上都有100nF/50V/X7R/0805去耦合帽，并将它们安装在尽可能靠近 OpAmps 电源电压针脚的位置。

混合型模拟和数字设计有时会很有挑战性。 对电路的模拟和数字部分使用一个实心接地平面。 但在印刷电路板上，模拟芯片和数字芯片(及其相关的信号轨迹)必须严格分开。

我始终在模拟和数字芯片的电源电压线路中使用 Pi 滤波器，以避免(尖状)电源电流的接地回路电流流经公共信号接地，并由此产生接地噪音。 但这是我个人的口味

凯

你好，路易斯和凯

你的建议真的很好，很有帮助。 我本人更喜欢路易斯的提议1。 因为它是最经济高效的。 我担心的一个问题是 TMUX1308/TMUX1309的漏电流高达800nA。 我想知道它是否会影响增益错误。

提前感谢！

你好路易斯

是的，电路将暴露在广泛的温度范围内。 因此，TMUX1109似乎是唯一合适的 mux。 但是，TMUX1309的价格相当昂贵。 是否有一些经济高效的方法来调整收益

用户好，

• 在 +125C 时使用 TMUX1309建议1的误差将在100毫伏左右，接近~0.5mV。  下面的模拟显示了使用最差 RON 电阻和泄漏电流的交换机的简化模型，OPA325的增益设置为+16V/V  根据每个 mux 输入处假定的泄漏电流，该误差在~100的 UV 中。 如您所述，低泄漏 TMUX1109消除了这一问题。

低成本建议使用 PGA117，缓冲 mux 通道输入，并使用 OPA325缓冲 PGA117输出，以驱动 ADC，正如我们前面所讨论的那样。 折中方案是，您需要允许在切换增益后(每次更改信道时大约~10μs)出现表1中所示的延迟。

您还可以考虑 Kai 的解决方案，因为放大器是闭环型，并且开关连接在回路外，所以它对开关泄漏的敏感度可能较低。 每一个增益使用一个放大器的权衡；如果您决定使用2个增益，这可能是合理的。

我支持精密放大器。 您可以向 交换机和多路复用器组提交新的 E2E 查询， 它们可能会为多路复用器提供其他建议。  但是，成本和性能之间往往会出现权衡。   

谢谢大家，此致，

路易斯  

你好路易斯

非常感谢您的快速响应。 我的问题是我有8种不同的收益。 这意味着我需要8个运算放大器通道。 成本可能与 TMUX1109类似。 这不是我所期望的。 我在 ADC ADS131E08中看到，ADC 使用不同的增益。 ADC 如何实现此功能。 也许我们可以重复利用这种结构。

您好，

ADS1341A08将8路 PGA 和8路 Δ-Σ ADC 整合到单个设备中。  PGA 专门设计用于驱动 Δ-Σ ADC，提供高性能。  专门的精密 ADC 旨在解决多通道采集系统上的苛刻问题，并提供比集成在微控制器上的外设 ADC 更高的精度和分辨率。 由于该设备高度集成到单个 IC 中，因此可以显著节省成本。

此致，

路易斯

您需要 X16系数的最大增益吗？ 那么，为什么您需要八种不同的收益？ 这难道不是与14位 ADC 组合使用的完全超杀吗？ 为什么不限制两到三种不同的收益？

凯

你(们)好

真遗憾。 ADS131 ADC 是一款非常出色的 PGA。遗憾的是它不能在外部使用。

是的，8种收益是必要的。 由于我们的电流测量范围从400A 到4000A 不等，因此对于每个电流测量范围，我们需要从0.4*in 到40*in。 因此，这是必要的。

谢谢！

您好，

ADS131E08是一款高性能的设备，尽管其性能仅限于-40C 至+105C。 我也同意 Kai 的观点，模拟前端的性能和 ADC 的性能(噪声/分辨率，偏移，偏移漂移，全尺度误差和全尺度误差漂移和线性度)对采集系统的总体准确性都有着重要的作用。

在这种应用中，由于设备暴露在广泛的温度范围内，因此设备需要提供低偏置电流，快速稳定，并且交换机需要低泄漏。  

谢谢大家，此致，

路易斯