您好，
我希望使用 THP210将0-5V 的单端电压源更改为差分表示法，以通过16位差分 ADC 进行测量。
我的问题是，我应该使用 EVM 中的设计来实现此特定设备，还是应该遵循数据表中包含的更简单的设计？
此致，
乔尔
你好，Joel。
下面是 F2837xD ADC 输入共模要求的图示，其中 THP210 VOCM 引脚需要设置为 VREFHI/2，因此，OUTP/OUTN 电压根据该电压呈正负旋转，或者输出信号围绕共模电压(VOCM)完全差。
下图显示了全差动放大器(FDA)的全差动输出，该输出围绕 VOCM 进行居中，其中 OUTP 和 OUTN 都从近0V 旋转到 VREF，以实现 ±Ω VREF 的全差动范围。
谢谢大家，此致，
路易斯
Joel 您好，
ADC 的全刻差范围为 ±VREF 或 ±3V，或总范围为6V。 此应用中的输入信号为0-5V。 因此，所需增益为 VIN/VOUT = 6V/5V = 1.2V/V 您可以选择一个1kΩ Ω 的 THP210输入电阻器输入电阻器和一个 RFB=1.2kΩ Ω 的反馈电阻器。
THP210提供轨对轨输出，但与其他任何轨对轨放大器一样，它无法很好地达到电源轨电压，但只能从轨电源获得~100mV。 输出摆动规格因负载和温度条件而异。 请参阅下面的输出摆动限制。
如果 ADC 的参考电压为3.0V， 则 ADC 的全刻度范围为 ±3V，共模为1.5V。 每个输出都需要在+3V 和 GND 之间切换。 使用+5V 电源供电的 THP210很容易达到+3V，但 从负极导轨(GND)只能达到~100mV。 如果您绝对需要达到0V，我建议您使用-200mV 或更多负极的负极电源，以使 THP210放大器保持在其线性范围内。 (我通常使用开放环路电压增益(AOL)输出摆幅规格，该规格比较保守，以确保放大器位于其线性区域内，在这种情况下，AOL 指定轨道的输出摆幅为200mV)。 或者，您可以选择缩小 THP210增益并与输出摆动限制结合使用。
关于 VOCM 引脚，您可以在 ADC 参考上使用分压器。 通常，从+3V ADC 参考直接使用10k -10k 电压分配器就足够了。 请在 VOCM 上使用10nF 或100nF 的旁通电容器来限制注射噪音。
由于输入信号为单端0-5V，您还需要在负 FDA 输入电阻器中注入+2.5V DC 信号，如下所示。 请记住，FDA 电阻器输入不是高阻抗输入，因此需要缓冲此节点以获得准确结果。 由于您正在驱动 ADC，因此您需要为此缓冲放大器提供一些带宽，并且此节点在高速采样时会看到一些电荷反冲。 OPA325 (10-MHz)用作缓冲器，用于驱动以下示例中的 THP210负输入。 您可以选择使用精密2.5V 参考或使用 ADC 参考中的分频器来生成准确的+2.5V DC 换档信号。
ADC 和 THP210输出之间的 R-C 反冲滤波器需要根据 ADC 采样率，ADC 采集周期和采样电容器要求进行调整。 这需要不同的分析。 通常，使用100Ω º 和1nF 的 THP210在驱动其它精密 ADC 时已经稳定下来，但这取决于您的具体时间。 为了执行分析，您需要定义应用中的采样频率，编程的采集周期和转换周期。
下面是 zip 文件上的 TINA 模拟文件。
e2e.ti.com/.../THP210_5F00_shift.zip
谢谢大家，此致，
路易斯
Joel 您好，
正如您所提到的那样，最好的情况是对所有电路使用相同的3V 参考，这样，所有电路都会随着电路中的任何漂移而以相同的电压的比例移动。 由于您无法访问参考，因此可以使用局部低漂移精密电压参考，例如 REF50xx (REF5030)。 假设 DSP 板也使用了精确基准，只要电路被引用的接地电势相同，错误就会很小。
-根据您的描述，ADC 配置为16位全差分配置。 关于 ADC 输入处的分压器，这是否意味着每个 ADC 输入，包括正负输入(ADCAINxP 和 ADCAINxN)都有一个分压器？ 通常，在使用全差分系统时，正负路径都需要对称，以获得最佳结果。 您能否提供 DSP 板的示意图或示意图，以显示 ADC 输入和这些电压分压器？ 这将避免混淆，我希望确保我了解您打算如何驱动 ADC。 此外，如果您告诉我们您计划使用的采样率和采集周期，这将有助于确定驱动 SAR ADC 采样保持的最佳 RC 滤波器。 如果您能提供这种定时细节，我就能了解最佳电路。
- 当 ADC 配置为全差分时，它可以转换 AINP 和 AINN 之间的差值，其中 全差分信号围绕 VREF/2居中，其中 ADCAINxP 和 ADCAINxN 均摆动~0V 至 VREF，用于 全差范围的全刻度范围为±VREF。 在 第1406页的 TMS320F2837xD 双核 Delfino 微控制器技术参考手册中，表11-5提供了16位数字转换公式的模型(也显示在下面)。 如果您对 TMS320F2837D 控制器和 ADC 的编程有任何疑问，最好提交一篇新文章并咨询 微控制器论坛的专家；但我可以帮助模拟方面。
谢谢大家，此致，
路易斯
你好，路易斯，
再次感谢您的回复。 我认为 DSP 的每一个输入都有分压器和电容器组合，如下所示：
关于采样率和采集周期，这可能是16位转换允许的最小值，因为我的转换器频率非常高，这导致我对微控制器处理 ISR 的速度有一些问题。 因此，我相信数据表中的数据是320nS。 我还会使用最大采样周期-我计划将转换器切换为1MHz，但我不确定这种转换在16位输入中的可行性。 由于 F2837xD 的数据表中表示16位信号的总转换时间为915nS，我想这会将采样周期限制在这一点上吗？
现在，有关单端源转换的一切都是完全有意义的。 谢谢！
此致，
乔尔
Joel 您好，
当在 G=2-V/V 且 VOCM =2.5V 的情况下使用 THP210时，将 THP210与分压器配合使用，可正确标定信号。 但是，分压器不是在快速通量下实现采样和保持稳定的最佳选择，而该分压器只能在较长的采集时间或较低的采样率下工作。
下面是建议的电路。 此应用中的输入信号为0-5V。 因此，所需增益为 VIN/VOUT = 6V/5V = 1.2V/V 我将信号的放大幅度稍大一些，达到了1.150-V/V 的增益，以在信号范围上留出一定的余地。 THP210输入电阻器 Rin 为1kΩ Ω，反馈电阻器为 RFB=1.150kΩ Ω。 使用本地 REF5030 (3V 精密参考电压)在 THP210的负输入电阻器处生成2.5V 信号。
在每个输入处，模拟 R-C 反冲滤波器的最佳 R-C 反冲滤波器为 R= 165Ω Ω 和 C=330pF。 我假设采样保持电容器在转换到转换之间失去了20%的电荷。 这是在单通道解决方案(不多路复用)上驱动 SAR ADC 时的有效假设。
在使用380ns 采集周期(假设 VREFH=3V)时，THP210在1MSPS 下稳定为大约~1/2-LSB (16位分辨率)。
当设备以 ~1.06 MSPS 的全吞吐量运行时，使用320 ns 的最小 ADC 采集时间时，采样保持在16位分辨率的~1-LSB 范围内。
我认为这一结果是可以接受的，因为模拟往往是保守的，特别是如果您能够将采集扩展到380ns，并假设您只连续转换单通道(ADC 不是多路复用)。 如果使用相同的 SAR ADC 对不同通道进行多路复用或转换，则在使用 THP210时，您需要留出大约550ns 到600ns 的更长采集时间。 如果这是一个问题，请告诉我，我们可以建议一个类似的电路，专门用于更快的 FDA，例如 THS4551或 THS4561，这样可以更快地解决问题。
随附的是一个包含模拟分析说明/摘要的 pdf 文件，以及一个包含模拟文件的 zip 文件。
e2e.ti.com/.../THP210_5F00_F2837xD_5F00_Settling_5F00_Analysis_5F00_L.Chioye_2D00_1MSPS_5F00_ab.pdf
e2e.ti.com/.../THP210_5F00_F2837xD_5F00_Settling_2D00_1MSPS_5F00_keep.zip
谢谢大家，此致，
路易斯
你好，Joel，
THP210有两种封装，它们都有相同的引脚，但封装尺寸不同。 THP210DR 是 SOIC 8引脚封装，4.90毫米 x 3.91mm。 详细的 SOIC 封装占地面积图(D008)位于 THP210数据表的第39页。 THP210DGK 是 VSSOP 8引脚封装，3.00毫米 x 3.00毫米。 详细的 VSSOP 封装占地面积图(DGK)位于 THP210数据表的第42页。
此外，THP210DGK 封装可用于大号或小号胶带和卷筒。 可订购的 THP210DGKR 适用于大型2500磁带和卷筒：
https://www.ti.com/packaging/docs/carriermaterial/carrierlookup?OPN=THP210DGKR&state=details#results
THP210DGKT 是同一个 VSSOP 8封装，封装于500号小号大卷带上：
https://www.ti.com/packaging/docs/carriermaterial/carrierlookup?OPN=THP210DGKT&state=details#results
不幸的是，一些 TPH210封装变体目前已缺货。 如果您希望在产品推出时收到通知，请导航至“订购与质量”下的 THP210产品登录页面(链接如下)，然后单击“可用时通知我”。
https://www.ti.com/product/THP210#order-quality
如果您对电路有其他疑问，请提供详细的原理图或原理图。
谢谢大家，此致，
路易斯
Joel 您好，
只要反相放大器提供相对较低的输出阻抗(换言之，只要为运算放大器选择了带宽足够的放大器)，反相放大器输出和 FDA 电阻输入之间就不需要缓冲器。 同向放大器配置中的 OPA350(40-MHz)能够轻松驱动 FDA，而不会出现任何问题，因为 FDA 具有大量的带宽。 OPA325 (10-MHz)在反向配置(当前不可用)中，它仍能执行此操作，但它有一个小的稳定错误，但在1-LSB 内仍可接受。 逆变器前面的5V VDC 电源电路应该能够驱动逆变器放大器电路的2kΩ Ω 输入阻抗，如下例所示...
对于逆变器电路，如果信号为-5直流，需要反向至+5V 直流输出，则需要使用+5.2V 电源为运算放大器供电(OPA350支持高达+5.5V 电源) 确保逆变器运算放大器输出有足够的空间来驱动+5V 电源。 或者，您可以选择重新调整反相放大器和 FDA 电路的增益，并使用+5V 电源为电路供电。
如果这不是您的意思，请提供示意图。
谢谢大家，此致，
路易斯
Joel 您好，
OPA350是轨对轨输入和轨对轨输出放大器。 OPA350输入共模电压范围为(V-)-0.1V 至(V+)+0.1V。 从输入角度看，在上述反相电路配置中，非反相端子的电压固定在0-V；因此，设备在范围内，同时使用 V+=+5V (也适用于 V+=+5.2V)和 V-=-0.2V 供电。
数据表第6页显示了导轨规格的 OPA350电压输出摆动。 导轨电源的电压输出摆动为200mV。 在本应用中，我建议至少使用(V+)>+5.2V，以便为+5V 输出提供足够的余量：
为了澄清这一点，术语“轨对轨输出”已被广泛用于定义放大器，这些放大器在接近轨电源的输出摆幅范围内达到，通常在100mV 以内。 多年来，这一术语在整个行业中得到了广泛应用。 下面的教程将讨论此主题。
有关放大器输入-输出范围规格的更多信息，请查看 TI Precision Labs 教程 OP-Amps 第3部分。 这是一种很好的材料，涵盖了多种运算放大器概念，从基本概念开始，到具体的高级主题，细节如下：
https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps?context=14685
关于电路上的问题，是的，您可以使用(V-)=-0.2V 和(V+)=+5V 轻松地为 OPA350和 THP210供电，确保全差分 ADC (±3V)的全刻度范围包括在以下电路中。
我将反相放大器的增益调整为：0V 至+4.7V 输出时，假设-5V 至+0V 输入。 已使用 R11=3.16k 和 R12=11.5k 调整 Vshift 的分压器=4.7V /2=+2.35V，以向 FDA 反相路径注入+2.35V， 然后重新调整了 THP210增益，使用我们之前讨论过的相同概念将信号扩展到 ADC 中，根据您的要求可以随意修改。
谢谢大家，此致，
路易斯
