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[参考译文] LMH6642:ADC 至 LPC4357

Guru**** 1142300 points
Other Parts Discussed in Thread: LMH6642, LM7705, OPA365
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/1080105/lmh6642-adc-to-lpc4357

部件号:LMH6642
线程中讨论的其他部件: LM7705OPA365

你(们)好

我在项目中使用 LPC4357系列。 对于 ADC 部件,我使用的是 LMH6642。 在这种情况下,ADC 经常显示一些偏移错误。 此偏移因不同主板而异。 一些主板工作正常。 0-3.3V 模拟信号提供给 LMH6642MF,输出 直接连接到 MC。 在检查 LMH6642输出处的电压时,其显示的值正确。 但 MC 读取的数字值有一些偏移。 在某些主板上,其工作正常。 MC 被多次更改,LMH6642也被更改并尝试。 在某些主板上,它是正常工作的,所以我对软件或 MC 没有疑问。

最近我制作了一个新的主板并进行了测试。  它为 ADC 提供了精确的值,没有任何偏移。 但两天之后,同一个主板开始出现偏移误差。 LMH6642输出处显示的电压仍然正确。 在没有任何 ADC 输入的情况下,LMH6642在输出时的输出电压大约为20mV。 但微控制器读取的 ADC 的偏移量为0.3V。 卸下 LMH6642的电源后,0.3V 偏移量消失,ADC 给出0V。

可能是什么问题

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    您好,Mahesh,

     您的设置是否为 ADC 到 MC 的 LMH6642? 您是否能够分享示意图?

     因此,您看到的是,在几天内,在同一电路板上,LMH6642输出的偏移量从接近0V (LMH6642的输入偏移电压最大+/-5mV)到300mV (0.3V)不等。 这是一个连续的班次,还是这些高峰会随着时间的推移而发生? 如果可能,您还可以提供良好测量与不良测量之间的测量结果。

    谢谢你,
    Sima

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    您好,Sima,

    请找到上述电路。 我已经从旧设计中获取了这一部分。 由于我不需要非常高精度的 ADC,所以我在这条线路上学习得不多。

    原理图中提到的信号 ADC0直接连接到 MC 的 ADC 引脚。

    实际上,在我检查的最新电路板上,3天前它提供了2的数字值(10位 ADC 提供了3.3V 的数字值1023,0V 的数字值根据设计)

    但现在它开始提供大约150的数字值(等效模拟电压为0.5,在前一条消息中,我错误地提到它为0.3V)   

    但在这两种情况下,万用表观察到的电压仅为20mV 左右。 使用万用表时在 AMP 输出处观察到的电压正确。 但 MC 正在读取偏移误差。  

    此接口是否有任何问题  

    谢谢你,

    马希

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    您好,Mahesh,

      感谢您的额外解释。 不幸的是,我无法帮助处理  LPC4357。  

      我没有发现电路有任何问题,但您限制了相当多的带宽。 您的输入信号特征是什么(振幅,带宽,自该电流被设置为单电源以来的任何直流偏移)? 但是,当将此放大器与 MC 内部的10位 ADC (400千次)连接时,真的不应该有解决问题。  

      当您现在应用输入时,您是否在其他电压级别看到相同的偏移量? 那么,例如对于0.5V,您是否获得了300的数字值? 但这很奇怪,它在几天内发生了变化。 在这两项不同的检查之间,主板上没有任何其他变化?  

    谢谢你,
    Sima  

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    您好,Mahesh,

    问题是,当输出电压靠近电源轨时,任何轨对轨 OPAMP 都无法正常工作。 确实,输出电压可以使电源电压轨非常接近,在100mV 以内甚至更接近,而不会产生强负载。 但这仅适用于直流或低频信号。 它对高频信号无效,因为 OPAMP 不再在线性操作中工作,而是进入饱和状态。

    要了解 OPAMP 在线性操作中仍在工作的位置,您需要查看为 LMH6642提供的“大信号增益”规格,该规格的输出电压为0.5至4.5伏(对于2k 负载)。 这意味着只有当输出电压保持在离电源轨0.5V 的距离时,OPAMP 的动态性能才会得到保证。 好的,要获得 ADC 的高欧姆输入电阻,您肯定可以稍微靠近电源轨。 但请记住,ADC 及其采样输入开关为 OPAMP 带来了动态负载。 我非常确信,在20mV 甚至0V 的输出电压下,LMH6642不再正常工作。

    有一些简单的解决方法:通过将输入偏置为数百毫伏的偏移电压,避免在 LMH6642的输出处一直降低到0伏。 或者使用 LM7705为 LMH6642的负极电源电压针脚供电。 该芯片提供-0.23V 的输出电压,无需额外的电源电压。 这款非常聪明的 LM7705专为这种情况而设计。

    您可能会问 ADC 的采样结果如何提供300mV,而 LMH6642的输出始终显示20mV? 因为使用万用表的 LMH6642输出中所看到的是平均直流值。

    我还想重点谈谈以下三个方面:

    1.尽管我的相位稳定性分析表明您的电路是稳定的,但我绝不会在没有隔离电阻器的输出下运行这样一个快速芯片。 因此,我会在 LMH6642输出和 BAV99锁模保护电路之间插入100R 电阻器(或以此类推)。 此外,通过保护二极管的电流以及通过 BAV99的电压降受到限制,这也是一个额外的优势。

    2.第1点让我去另一个可能的故障原因。 我刚刚看到,ADC 的绝对最大额定值表示输入电压不得超过模拟电源电压,在您的情况下,该电压为3.3V。 但 LMH6642的电源为5V,即使使用 BAV99卡箍,在发出5V 电压(例如加电或断电期间!)时也很容易损坏 ADC 输入。 这将解释为什么一切都在开始时正常工作,但几天后开始奇怪。 因此,您最好使用同样由3.3V 提供的 OPAMP 缓冲器。

    3. LMH6642显示输入偏置电流非常高,这会导致 R1//R5之间的电压大幅下降。 因此,您应该更好地采用以3.3V 电源电压运行的现代 TI CMOS 运算放大器。 如果不搜索 OPA365,我就会立即想到。

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    您好,Sima 和 Kai,

    这非常有用,我将尝试在设计中实施相同的更改。 这些信息有助于了解问题的根本原因。 我会努力解决这个问题,如果需要帮助,我会再回来给你。

    非常感谢您的宝贵回应和信息。

    此致,

    马赫什·P·M

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    Mahesh 和 Kai 您好,

     感谢凯的详细解释和建议!  

     我希望重新设计能解决这个问题。 我将结束这条线程,但我可以随时回来并回复这条线程,以获得进一步的问题或更新。

    谢谢你,

    Sima