[参考译文] THP210：设计师是否应该遵循特定设备的数据表或 EVM 设计？

另一个问题，如果我可以：  

如果我要使用此设备将0-5V 接地参考直流信号转换为具有最大0-5V 直流输出的差动电压，这是可能的吗？ 如果是这样，是否会将共模电压设置为零，以实现0-5V 输出电压的全摆幅？

如果 THP210的输入电压不低于0V，您是否需要负电压电源？ 此设备是否可用于直流信号，或者更常用于交流信号？

乔尔

Joel 您好，

我们所说的 ADC 是什么？

凯

Joel 您好，

THP210EVM 演示板具有额外的组件空间，以实现灵活性。   这样做是为了便于实施不同的电路配置和滤波器。  您的电路需要根据应用进行定制。

VOCM 设置全差分放大器的输出共模电压。 通常，声控发射流电压设置为满足差分输入 ADC 的输入共模电压要求。  

不同的 ADC 设备可能具有不同的输入共模电压要求。 例如，一些 ADC 需要在电源中部设置输入共模电压，而另一些 ADC 则需要在全刻度范围或 VREF /2中的共模电压。  您驾驶的是哪个 ADC 设备，ADC 的输入共模电压要求是什么？  ADC 的参考电压和 ADC 的全刻度范围是多少？

该设备可用于直流或交流信号。

请告诉我您驾驶的是哪个 ADC，或者 ADC 的输入共模电压和参考电压是多少。

此致，

路易斯

你好，路易斯，  

我使用的是 F2837xD 系列数字信号处理器。 16位差动端。  

我将尝试在 TINA 中模拟该设备，但我唯一对其感到困惑的是 VOCM 芯片，但这是因为全差动放大器对我来说是新的。 我认为这起初只是一个抵消，但不完全确定。 我有一个0-5VDC 输入，称为接地，我只需要将其转换为0-5VDC，但需要差动，这样我就可以利用差动 ADC 中额外的4位！

祝你一切顺利，
乔尔

您好，Kai，请看下面我的答案。 它是 F2837xD 系列 DSP 上的 ADC。 很抱歉，我本应该澄清这一点。

乔尔

Joel 您好，

F2837xD 16位全差动 ADC 需要使用 VREFHI/2的共模电压。  因此，THP210的 VOCM 针脚应设置为此电压。  这些控制器通常使用3.3V 电源供电，参考电压可以设置为与电源 VDDA 2.4伏之间的电压。  

我们需要调整 THP210的增益以使用 ADC 的全刻度范围，并需要在 THP210输出和 ADC 输入之间使用 R-C-R 充电反冲滤波器。  

您计划使用什么参考电压？  例如，如果 VREFH=3.0V，则将 THP210 VOCM 设置为1.5V。  

一旦您告诉我此应用的参考电压，我可以为您提供快速模拟。

非常感谢，

路易斯

你好，路易斯，

非常感谢您在这方面的帮助。 据我所知，我的设计上的参考电压为 REF30AIDBZT，为3V。 设计的增益不是固定在1，这样 THP210输入的5V 在输出时转换为5V，还是这会受到设备的 VOCM 的影响？  

快速模拟将非常有帮助，谢谢！

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，

谢谢你，我很快就会回来做模拟。

路易斯

你好，路易斯，

完全有意义，但我仍然不理解的是当其中一个输入为地电压0V 时，上述操作如何工作。  

我注意到 VOCM 需要在 ADC 参考电压的50mV 以内，我认为需要一个线性稳压器来实现这一目标，其准确度要优于那些电压水平？ 使用连接到放大器本身+5V 电源的分压器是不够的？

顺便说一句，顺便提一下，我说我需要0-5V，因为在我大学生产的 DSP 板上，DSP 的输入上有一个分压器，当我设计差动运算放大器以提供0-5V 时，该分压器为我提供0-3V 全刻度 ADC 电压。  

此设备的5V 电源是否足够？ 我认为它可以执行轨对轨操作吗？

此致，

乔尔

Joel 您好，

下面的应用说明讨论了如何使用 FDA 为单极信号执行单端到差分转换。  尽管它采用 THS4551和 OPA320，但许多概念仍然相同：

使用运算放大器和用于单极信号的 FDA 进行单端到差分信号转换

https://www.ti.com/lit/an/sbaa264a/sbaa264a.pdf

谢谢，致以最诚挚的问候。

路易斯

你好，路易斯，

所有这些都是完全有意义的。 我接受了答案。 唯一的问题是，我所就读的大学有一个内部开发的 DSP 板，使用 F2837xD。
该设备上的电压参考值为3V，我认为板上没有任何地方可以访问该设备以用于上述 FDA。 只要购买另一个这些电压参考并将其粘附在我自己开发的具有相同结果的电路板上，是否可以？ 它不需要共享 ADC 所使用的完全相同的引用？  

板上还有一个分压器，它接收输入电压并将其稍微向下划分。 它还具有一个470pF 电容器，与下分压电阻器并联，我认为用于过滤或回退，如上所述。 最好是去除掉这些电荷并使用上面所述的电荷反冲滤波器吗？ 或者，是否可以将 FDA 的输出端接至分流器网络而不影响信号？ 当然，我需要 FDA 的电源电压为5V，而需要一些负电压，因为电路板固有的分频器网络会将我的信号电平降低一些值... 网络为3900R，5600R 与470pF 并行。

最后一个问题是，我看到输出在-3和3V 之间摆动，由差分 ADC 读取。 ADC 在3V 时读数为0，在3V 时读数为65536，这与输入信号中的0V 和5V 相对应？ 我有这样的错误吗？

此致，
乔尔

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

你好，路易斯，

非常感谢您的上述消息。 我确实认为电阻隔板会导致电路中出现问题，因此我将继续使用建议的电路，并对电阻隔板进行除法/插入一个0 r 电阻器，使其与 FDA 的输出串联，从而使信号不再衰减。 我必须说，你提供的支持水平绝对高于我对论坛的期望，但我非常感激。 祝您度过美好的一天，再次感谢所有的知识和模拟！

此致，

乔尔

Joel 您好，

谢谢你的客气话。  如果您需要任何东西，请告诉我们，

此致，

路易斯

你好，路易斯，

如果可以的话，我只想就上述电路提出几点意见。 它可以正常工作，但我忘记了一些可能是问题的东西：

直流电压实际上是-5V，来自我的输出。 我计划使用反向放大器将此输入转换为+5V，以供 FDA 使用。 我是否需要在 FDA 和反相放大器之间放置一个缓冲放大器级，以便 FDA 正确转换？

我已经收到了来自高电压输出的-5V 反馈信号，该信号将进入单端源12位 ADC。 这是否还需要反冲滤清器？ 如果 FDA 认为该反馈电压被运算放大器正确缓冲，那么是否可以将该反馈电压共享给另一个 ADC？

祝你一切顺利，
乔尔

此外，模型之间的区别是什么  

THP210DR，THP210DGKR 和 THP210DGKT？ 它们似乎都是同一个 FDA，具有相同的质量和印迹，但它们作为不同的产品提供。 不确定我应该买哪一个！

此致，
乔尔

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

你好，路易斯，

唯一改变电路的是直流输入电压为-5V，而不是+5V。 其他一切都是一样的。 我只是想知道，如果我用无脊椎动物 OPA 翻转，我需要一个额外的缓冲区，就像你给我发送的模拟中的缓冲区，放置在无脊椎动物和 FDA 之间。

此外，模拟中的缓冲区已缺货，OPA https://www.mouser.co.uk/ProductDetail/Texas-Instruments/OPA365AID?qs=sGAEpiMZZMutXGli8Ay4kEvVCQFydfz%252BrcHy8EJ4V9E%3D 是一个很好的替代产品。

此致，

乔尔

Joel 您好，

是的，你是对的。  1kΩ 您通过反相配置中的运算放大器馈电5V 直流电压，则可以将产生的反相放大器输出馈入 FDA 的 RG 输入电阻器。   反相放大器将能够驱动 FDA。  OPA325或 OPA320可以做到这一点。  如果这些运算放大器不可用，您可以考虑使用 OPA350 (或者 OPA365也可以使用)。

谢谢大家，此致，

路易斯

谢谢路易斯，

但是，我是否需要在反相运算放大器和 FDA 之间增加一个缓冲器？ 这是我的担忧。 我知道在 OPA 阶段之间放置缓冲区是典型的做法，不确定 FDA 的这种变化是否一定会发生，而且不一定会再次发生这种变化？

乔尔

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  

你好，路易斯，

这正是我所说的电路。 谢谢你。 但是，OPA350可以作为轨对轨，在电源上方和下方为0.3V。 那么，如何要求使用5.2V？ 肯定它应该能够达到5V 电源的5V 输出，不是吗？

我很高兴能换用放大器增益电阻器。 您的增益为1K 和1.15K，因此增益为1.15。 对于5V 输入，这是否不仅是 ADC 范围的+/-5.75/2？ 那么，没有充分利用整个 ADC 系列？ 如果我们假设 OPA 只能从5V 电源获得300mV，因此4.7V，则需要1.2766的增益，因此如果我正在正确计算，1K 和1.27K 的电阻器应该这样做？

最佳
乔尔

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