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[参考译文] PGA112:测量接近GND的单端值

Guru**** 1129500 points
Other Parts Discussed in Thread: PGA112, REF3230, OPA2364, TINA-TI, OPA364, OPA363
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/649868/pga112-measuring-single-ended-values-close-to-gnd

部件号:PGA112
线程中讨论的其他部件: REF3230OPA2364TINA-TIOPA364OPA363

我打算使用PGA112放大器来测量具有宽动态范围的电压。 要测量的峰值电压为60 V,使用100k / 4.7K电阻分压器将电压扩展到< 3V,并根据应用情况进行低通。 PGA112的输出随后将通过输出滤波器到达Piccolo或Delfino UC的12位ADC。

应用详细信息:这用于在BLDC电机控制器中感应相位电压,在该控制器中,控制器可与各种总线电压(Vbus = 6V - 60V)配合使用, 并且相位电压将在0 V和0 <占空比< 1的占空比*Vbus之间的0 - 500 Hz变化。

应用程序将使用PGA的增益来调整Vbus的变化;例如,在6V运行时,将使用8的增益。 但是,如果可能,我不打算动态更改增益(在电压连续读数之间)。 因此,在给定增益下,会出现PGA/ADC组合的可用动态范围问题。 实际上,ADC的标称分辨率为3.3V/2^12 = 0.8 mV/计数,但底部50 mV = 62计数无法区分。 如果我的输入在0V至100 mV之间变化(对于低占空比时的标度相电压非常合理),则输出的整整一半被截短且难以区分。

问题1:我在这里应该采取不同的方法来解决这个问题,无论是使用PGA112还是使用不同的部件? 我考虑使用无放大器增益,而是使用单端到差动放大器和Piccolo/Delfino ADC的16位模式,但出于各种原因,这不是理想的选择。

问题2:如果我继续使用PGA112,我可以将Vref设置为100 mV来偏移输出吗? 我知道这会限制我的增益为2+(因为Vref对增益=1没有影响),并略微限制我的输出范围(从100 mV到DVdd - 50 mV)。 我没有其他影响吗? 数据表讨论了Vref=GND和Vref=AVdd/2案例,但不讨论一般案例。

问题3:获得此范围内的参考电压(具有必要的电流源/吸收器要求)的最合适方法是什么? 我希望Vcal有可用的REF3230;我应该缓冲这种情况,电阻除以30,然后重新缓冲吗? OPA2364是否适用于此处的两个缓冲阶段? 4个PGA112共享第二个缓冲区的输出(100 mV参考电压)是否可以接受? (OPA2364的输出电流=45 mA >> 4x PGA112参考电流=4*2 mA。)

问题4:是否有PGA112的PSPICE/TINA-TI型号可用,以便我可以自己回答这些问题?

  • 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。

    您好,Adam:

    实际上,我不确定您看到的问题是由ADC引起的。 我怀疑它是由PGA112的输出摆幅限制(两个导轨的输出均为50mV)引起的。 虽然提高Vref可以解决此问题,但它会导致一个额外的问题,即您的输出偏移将随配置的增益而变化。 您可以在软件中对此进行补偿,但另一种解决方案是替换以下电路,而不是现有的电阻分压器:

    这会将0-60V输入比例调整为0.1 至1.6V输出(1.6V,以表示使用Vref时PGA的2倍增益)。 在0-60V范围内模拟此情况,Vref输入仅消耗~140uA,因此您甚至可以直接将其连接到REF3230来摆脱这种情况。

    如果您随后向PGA提供0.1V参考电压,则应该从PGA112获得~100mV到~3.3V的输出。 由于输入现在偏移.1V,PGA112的增益设置不再改变偏移-两者都取消了。  

    对于PGA Vref,我建议使用简单的缓冲器。 似乎Vref输入也消耗~120uA,所以我认为每个PGA都不需要单独缓冲的Vref。 Ω 快速计算,在1盎司铜上,10英寸长,10 mil宽的痕量为500 m μ L。 我预计在最坏情况下,Vref引脚的电压降为~62uV,或~.1LSB。 如果这是一个问题,您可以为每个PGA添加专用缓冲区。

    我使用了OPA363 (带使能引脚的OPA364)进行此测试,但我认为任何低电源运算放大器都应该在这里工作。

    我在下面附上了我用于此目的的TINA文件。 我们目前没有PGA112的型号。 我使用附加OPA363模拟了Vref输入。 这不是PGA112的准确型号,但它应该提供Vref针脚中电流的圆珠笔概念。

    TINA-TI文件