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[参考译文] PGA870:需要 PGA870 + ADS5560的设计审查和确认

Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: PGA870, ADS5560, TINA-TI

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/1060466/pga870-need-design-review-and-confirmation-on-pga870-ads5560

器件型号:PGA870
主题中讨论的其他器件: ADS5560TINA-TI

尊敬的 TI 团队:

首先、非常感谢您考虑我们的技术支持请求。

我们正在设计包括 PGA870和 ADS5560 在内的模拟前端电路、用于从光伏检测器获取模拟信号输出。

使用具有跨阻运算放大器的前置放大器将光伏检测器的电流输出转换为所需电压。

放大器的输出提供给 PGA870、然后提供给 ADS5560 ADC。 随附了相同的原理图供您查看。

请告诉我们、我们的电路是否足够且适合我们的应用。 此外、如果我们需要添加任何其他电路、请告知我们。

参考票据号: CS0792702

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    您好 Arun、

     原理图看起来不错。 有关 ADC 输入滤波的快速问题、您的信号的频率范围和特性是什么? 乍一看、它看起来是电荷桶的正常值量。 但是、我可以在我们的末尾对此进行仿真、并确保稳定性以及它是否会针对该 ADC 稳定下来。

    谢谢、

    Sima  

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    您好、Sima、

    感谢您的快速响应。

    激光束将以20 Hz 频率作为重复脉冲从激光源发出。 光电探测器将接收相同频率下的反射激光脉冲、并通过基于跨阻运算放大器的前置放大器电路提供给 PGA。

    此致、
    Arun Kumar V

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    您好 Arun、

     为了澄清一点、我认为您提供了脉冲之间的1/时间间隔、但脉冲的上升时间是多少? 这也很重要、因为 PGA 输入和输出端的交流耦合也很重要。 它将截止频率低于10kHz。 但是、由于上一级是基于 TIA 的设计、您很可能会在几 ns 的上升时间内看到这种情况? 仍然需要深入了解 ADC 输入滤波+趋稳;我将在下周早些时候就此向大家汇报。 很抱歉第二部分出现延迟。  

    谢谢、
    Sima  

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    您好 Arun、  

     脉冲带宽范围是否有任何更新? 我已将仿真附加 到下面您设计的放大器+滤波器上。 如有任何疑问、请告知我们。  

    e2e.ti.com/.../PGA870.tsc

    谢谢、

    Sima

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    您好、Sima、


    很抱歉耽误你的时间。

    我们已根据要求更改电路中的输入和输出滤波器部分。

    随附了一个输入脉冲(检测器信号)示例供您参考。 脉冲的导通周期将低于5毫微秒、频率将为20Hz。

    还随附了更新电路的仿真原理图文件(.tsc)、供您参考。 请查看电路并提供您对此的评论。

    e2e.ti.com/.../PGA870TI.TSC

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    您好 Arun、

     感谢您的其他评论并提供了一个 Tina-TI 文件。 我将回顾该电路、并在本周结束前提供反馈。

    此致、

    Sima

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    您好、Sima、

        我们的查询是否有任何更新?

    此致、

    Arun Kumar

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    尊敬的 Arun:

     是的、我查看了您的电路。 感谢您 使用 TINA-TI 来显示您的更新。  

     最好在输出端放置电容之前放置电阻器。 电路稳定(无峰值、振铃、且输出噪声响应看起来良好)、但现在频率响应中的通带有所增加。 您可能可以通过增大负载电容(调节输出级)将其从大约500MHz 降低到250-300MHz。

    谢谢、

    Sima

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    您好、Sima、

    感谢您的盛情款待。  

    我们是否可以在输入 部分使用变压器耦合、而不是使用 220uF (电解电容器)的高值电容器?  请 分享您的意见。

    谢谢、

    Arun Kumar

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    您好 Arun、

      您可以、但您的带宽大约为20Hz、这非常低。 可能很难找到能够接受低频频率的变压器。 在这些频率下、您甚至可能不需要交流耦合。 很可能需要重点滤除更高频率的噪声。  

      这些高值电容器是否用于消除直流偏移?  

    谢谢、

    Sima  

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    您好、Sima、

    我们的信号是单端信号、因此我们需要在输入级进行交流耦合。  

    我们在输入中有一个非常高值的电容器、我们对其进行了仿真并确认。 我们 怀疑模拟单通道器件是否具有该大电容器、该大电容器通常为电解电容器。

    您能否通过仿真为输入(220uF)和输出(330uF)提供最佳电容值?

    谢谢、

    Arun

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    您好 Arun、

     即使作为单端源、也可以直流耦合 FDA。 唯一的问题是、如果存在需要使用这些大电容器消除的直流信号、  

    编辑:请勿像之前建议的那样驱动 VMID 引脚、这些引脚的旁路+接地是正确的。  

    谢谢、

    Sima

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    您好、Sima、

    很抱歉 、我没有提到我们的源极电压范围为+/- 1V。 因此、我们需要在输入级进行交流耦合。

    谢谢、

    Arun

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    您好 Arun、

     抱歉、还有一个额外的说明。 这意味着 TIA 前置放大器在电压脉冲输出端具有+/-1V 直流失调电压、上升时间约为15ms?  

    谢谢、

    Sima  

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    您好、Sima、

    我们附加 了前置放大器的规格。  输出电压摆幅为+/-1V。 我们从客户那里了解到、上升时间将小于10nsec。

    此致、

    Arun V

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    您好 Arun、

      谢谢、这些信息对您有很大帮助! 这意味着您将输入偏移电压约为+/-10mV 或+/-25mV 的+/-1V <10nsec 脉冲。 这意味着您需要大于35MHz 的总体系统带宽、并且由于 PGA 数据表中指定的25mV < 200mV、交流耦合不会成为关键问题。  

      但是、还有其他可能导致需要更改 PGA 的问题。 +/-1V 是固定输出电压吗? 如果是、您将遇到输出电压范围问题、具体取决于您的增益设置:  

      是否有需要使用 PGA 的原因? 或者、+/-1V 输出电压范围是否摆幅在器件的范围内、应用的输出电压可能会落在该范围内、具体取决于光强度或光电二极管连接? 否则、使用具有可通过 ADC 在外部设置的 VCM 的全差分放大器可能更有利。  

    谢谢、

    Sima  

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    您好、Sima、

    感谢您的盛情款待。

    前置放大器的+/-1V 输出不是固定电压。 根据接收到的激光脉冲、它将在+/-200mV 至+/-1V 之间变化。
    因此、要放大+/-200mV 的较低电压、我们需要 PGA。
    我们唯一的问题是在输入(220uF)和输出(330uF)处使用大容量电容器、我们对此进行了仿真并将其送达。 请根据我们的要求为这些电容器提供最佳值。

    此致
    Arun V

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    您好 Arun、

     很抱歉耽误你的答复。  

     是的、则 PGA 将起作用。 但是、请注意 PGA 与增益选择的输出共模范围。

     对于交流耦合、由于我们正在研究35MHz 设计、因此您实际上可以将这些大容量电容器在 大约300kHz 时降低0.01uF、在 大约5kHz 时降低到1uF。 最好切换到陶瓷电容器、因为其 ESL 和 ESR 较低、并且不必担心极性。  

    e2e.ti.com/.../6683.PGA870TI.TSC

    谢谢、

    Sima  

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    您好、Sima、

    感谢您的建议。

    我们已经在输入和输出端使用不同的电容器仿真了电路。 我们没有得到预期的结果。

    随附的表格显示了在输入和输出端观察到的读数。 我们还附加了图像供您参考

    输入 输入电容器 输出电容器 观察到的输入电压 观察到的输出电压
    正弦波-100mV @20Hz 10nF 10nF 10uV 10nV
    正弦波-100mV @20Hz 1uF 1uF 1mV 100 μ V


    期待您的意见。

    此致、
    Arun

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    您好 Arun、

     感谢您尝试使用建议的值。 原因是这些电容器会由于建议的交流耦合电容值而在20Hz 输入时衰减信号。 但是、当脉冲上升时间小于10ns 时、您需要的带宽约为0.35/10ns、对于您的应用而言、带宽约为35MHz、而不是20Hz。 或者、该 PGA 的输入是20Hz 正弦波吗? 正弦波与来自 TIA 的脉冲/方波的带宽关系不同。

     下面是100mV 时的脉冲示例、上升时间为10ns。 衰减后、交流响应在输出端显示13ish dB 的增益。

    e2e.ti.com/.../6082.PGA870TI.TSC

    谢谢、
    Sima