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[参考译文] THS4551:低频和单端输入,差分输出配置,适用于FDA

Guru**** 1630180 points
Other Parts Discussed in Thread: PGA112, THS4551, TINA-TI, REF6025, OPA365, OPA2365
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/575816/ths4551-low-frequency-and-single-ended-input-differential-output-configuration-for-the-fda

部件号:THS4551
线程中讨论的其他部件:PGA112,, TINA-TI,REF6025,OPA365,OPA2365

您好T.I.

我正在使用PGA112放大和偏移低频(0-1000Hz)。 PGA112以单输入,单电源配置进入THS4551。 THS4551数据表中的方法是否满足在这些低频率下平衡差分输出信号的要求? 我正在THS4551上使用MFB低通滤波器配置。

提前感谢您的参与,

Jeff B.

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    Jeff,
    在这些低频下,THS4551应该没有问题。 由于开环增益较高,因此性能只能在较低频率下提高。
    您正在使用哪些耗材,请告诉我:
    —放大器增益
    - PGA112预期的输出摆幅是多少
    - THS4551的声码设置为什么
    我假设THS4551正在驱动ADC。 如果是,ADC的预期输入共模和摆动限制是什么

    我建议使用TINA-TI模拟电路以验证是否正常工作。
    -Samir
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    感谢您的快速回复,

    PGA112将使用二进制增益1到32。
    - Vocm引脚通过一个小电容器接地
    -您的假设是正确的。在3.1V中电压和2.5V参考电压之间的差速摆动。

    我在使用TINA-TI THS4551仿真时遇到了问题。

    -当我有一位专家时,PGA112的输入共模输出如何影响THS4551

    提前感谢您的参与,
    Jeff B.
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    您好,Jeff:

    在 我上一篇文章中,我想问一下THS4551增益配置是什么?

    - THS4551的电源 设置为,5V和GND的是什么?

    另外,您是否告诉我ADC预期输入 共模信号为3.1V? 通常,THS4551的输出共模应与ADC的输入共模电平匹配。

    请将您的电路的TINA原理图发给我,以便更清楚地了解情况。

    THS4551输入共模是的函数:

    - PGA的共模输出电平

    - THS4551的声码(在您的情况下为中置电源)

    -以及THS4551的反馈和增益电阻器。

    上述3个系数将用作电阻分压器,并 将设置ADC的输入共模。

    -Samir

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    您好,Samir

    FDA的LPF在TI Filter Pro中配置,用于传递区域的0 dB增益。 在交流传输特性模型中,可能是由于我的修改,在传输带中有-6dB。

    -电源来自LDO 和接地,该电压以单电源配置为THS4551和ADC提供3V电压。 ADC的数字电源由单独的LDO提供。

    ADC具有2.5V参考电压,使用REF6025 IC。  

    - THS4551的输出共模(Output Common Mode),正如您所说的,是中电(1.5V)。 TINA-TI型号的THS4551引脚连接至1.5V。 当我将其接地或保持浮动时,出现错误。  

    TINA-TA模型的输入是以零为中心的1Vpp。 这是否违反THS4551的输入限制?

    附加了-TINA-TI文件。 我找不到PGA112的型号,所以没有包含它。

    感谢您对ADC的ICM的深入了解。 这实际上是对一个让我感到困惑的概念的一个很好的解释。

    e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_LPF_5F00_share.TSC

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    Jeff,

     当我说“上述3个因素将作为电阻分频器, 并将设置ADC的输入共模”时,我做出了打字错误。 我想说的是:

    "上述3个系数将用作电阻分压器,并 将设置FDA的输入共模(本例中为THS4551)"。

    提供给ADC的输入共模只是THS4551的输出共模,在本例中为中置电源。

    现在回答您的其他问题:

    关于TINA电路,您连接单端电源的方式不正确。请参阅随附的TINA文件了解修正后的电路。

    从THS4551的角度来看,输入信号CM为0V,输出CM为1.5V。 当RF = rg = 1kOhm时,THS4551输入引脚处的输入CM将成为中间点,即0.75。 您可以通过运行直流模拟并探测输入节点来验证这一点。 0.75V输入CM 不会违反任何THS4551规格。

    最后我要提到的是检查ADC输入共模规格,并确保当Vref = 2.5 时它可以接收1.5V共模信号。 在许多情况下,ADC输入共模范围是Vref (在您的情况下为2.5V)或Vref/2 = 1.25。 两个数字都与THS4551输出的电流1.5V CM不匹配。

    -Samir

    e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_LPF_5F00_Samir.TSC

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    已编辑以供澄清。

    Samir,感谢您的贡献。 很抱歉,我的解释不好。 感谢您的耐心等待,请让我更详细地介绍系统设置。  

    ADC和THS4551共享3V的Vcc,由高PSRR LDO外部供电。

    THS4551提供的输出共模电压是ADC中点参考。

    ADC具有正极和负极参考引脚。 REFP = 2.5V,REFN = GND。 当THS4551输出位于正电源轨的.5V范围内时,此设计可使ADC输出代码保持不饱和。  

    - THS4551的理想CM输出为1.5V,最大摆幅为+/-1V,约为1.5V。



    我没有尝试连接TINA-TI文件中的单端源。 我试图对差速器电路建模。 我一直在寻找一种具有适当低通滤波特性的单一供应FDA作为起点。 (即-105 dB或更高,128kHz)

    -在模拟中,Vocm引脚随1.5 电压提供。 它是否应该浮动或绑定到接地以获得分离电源声码?  

    我是否需要终端电阻器来平衡差分输出? 模拟看起来不错,但我即将对电路进行试验。

    - FDA中的MFB过滤器需要使用离散RC滤波器,以将其滚动到-60dB/十进制。  

    -PGA112是否有TINA-TI型号? 我想在FDA发布之前用它来抵消双极输入。 我也想用它来调整输入。 我正在使用的传感器非常敏感。

    感谢您的澄清,感谢您提供咨询意见。
    Jeff B.

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    Jeff,请参阅下面的答案

    -在模拟中,Vocm引脚随1.5 电压提供。 它是否应该浮动或绑定到接地以获得分离电源声码?

    Samir:Vocm默认为中电源,但TINA不喜欢浮动节点,因此最简单的操作是通过10-100nF电容器将Vocm引脚连接到GND。 在现实世界中,您应该做同样的事情。 电容器在高频率下提供降噪功能。

    我是否需要终端电阻器来平衡差分输出? 模拟看起来不错,但我即将对电路进行试验。

    Samir:这是THS4551的输出吗? 为什么您认为 您需要端接电阻器。 数据表中的任何地方是否提到了这一点? 给我一张您想的电路的照片,我会确认。

    - FDA中的MFB过滤器需要使用离散RC滤波器,以将其滚动到-60dB/十进制。

    -PGA112是否有TINA-TI型号? 我想在FDA发布之前用它来抵消双极输入。 我也想用它来调整输入。 我正在使用的传感器非常敏感。

    Samir:看起来没有模型。 如果您需要型号,您可以在Precision Amplifier E2E论坛上发布请求。 可能需要一些时间。

    感谢您的澄清,感谢您提供咨询意见。

    Jeff B.

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    Samir

    我现在将使用标准运算放大器。 感谢您将指针指向资源,我将为将来的用户发出请求。

    在TINA-TI文件中,您的电压源'VG2 '如何为单电源PGA112建模?  我知道PGA只能在单电源设置中输出旋转轨对轨。 尽管THS4551可以接受相对于放大器接地的更多负电压输入,但据我所知,PGA无法提供此功能。

    —您的模拟效果很好,感谢您的参考。 我在具有DC偏移的电压随动配置中使用OPA365创建了基于它的新电路。 问题在于AINN和AINP不再以1.5伏为中心。 根据我在T.I.技术文献中所阅读的内容,来自OPA365的直流偏移和阻抗会导致不平衡差分输出。 这是否正确? 平衡输出的良好起点是什么?

    -关于终端电阻,我指的是文档中引用的电阻器,它描述了在单到差分配置中平衡差分信号的方法。

    我的ADC有两个Nyquist频率。 由ADC内部滤波和 Δ-Σ 调制器频率(在128KHz的倍数下达到0dB时的峰值)引起。 MFB和离散RC滤波器尝试在-100dB或更高的温度下衰减此调制器噪声。 我注意到在电路分析中,过滤器响应在128KHz后逐渐向上后退。 如果滤波器的正斜率继续上升趋势,128Khz ADC调制器频率的倍数的谐波是否会使最初尝试衰减其振幅的尝试无效? 在图1中,AINP的相位发生了急剧变化。 这是否是'VM1'负增益斜率持续的原因?

    提前感谢您的参与,

    Jeff B.

     图1:从'THS4551_LPF_Samir'生成的扩展到10MEG的交流特性

    e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_opa365_5F00_single_5F00_ended_5F00_Jeff.TSC

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    您好Jeff:

    电 压源不能替代PGA112,但是我需要以某种方式驱动THS4551,所以我使用了理想的电压源。 我们首先需要确保信号链中的每个组件都能与理想的信号源良好地配合工作,然后再继续测试整个信号链;这就是我通常如何进行设计,以便不会使来自多个源的错误复杂化。

    -如果您使用1.5V CM驾驶THS4551的一侧,您也需要在另一侧驾驶相同的车辆。 请记住,全差动放大器拒绝共模信号,而放大差动信号。 如果您的一侧为1.5V,另一侧为GND,则您将在差分共模模式下进行进给,THS4551会放大该模式。 在模拟中,R3的左侧(1kOhm)需要由 输出为1.5V的低阻抗源驱动。 您可以使用双通道OPA2365来执行此操作。 使用OPA2365的第二个通道缓冲1.5V输出。 请参阅附加的模拟。

    -对于噪声分析,请在模拟中运行噪声分析,而不是AC分析。 我对输出噪音进行了噪音分析,但没有发现任何问题。

    -Samir

    e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_opa365_5F00_single_5F00_ended_5F00_Samir.TSC

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    萨米尔

    感谢您花时间回答并提供有用的建议。 他们都非常乐于助人。

    您是TIe2e#1

    此致,

    Jeff,B

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    不用担心Jeff。 我想您一定会对THS4551的性能感到满意。 如果您在调试阶段需要任何帮助,请告诉我。

    -Samir