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[参考译文] PGA281:PGA281差分输出是否能够直接驱动 SAR ADC?

Guru**** 607815 points
Other Parts Discussed in Thread: PGA281, ADS9110, OPA2320, THS4551, OPA2625, ADS8900B, OPA625
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/1050373/pga281-is-the-pga281-differential-output-capable-of-driving-a-sar-adc-directly

器件型号:PGA281
主题中讨论的其他器件: ADS9110OPA2320THS4551OPA2625ADS8900BOPA625

SAR ADC 双向驾驶的限制(反冲、稳定、精度)。

据我了解、ADC 驱动器需要更高的带宽来处理反冲、并获得良好的 UV 趋稳时间(单位 ns)。

这是否可以通过 PGA281的有限带宽实现?限制在哪里?

我的关注点:高线性度和高精度测量.... 可能的目标 ADC = ADS9110

此致

Franz

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    您好、Franz、

    PGA281是一款针对高精度直流应用(低失调电压、低增益误差和低温度漂移)进行了优化的仪表放大器、支持相对较低的带宽信号。  小信号带宽与增益间的关系如图16第9页所示;在开始滚转之前、平坦频率区域被限制在~15kHz 左右。   该器件在整个频率范围内具有相对较高的输出阻抗、因此只能在仅几~10s (大约~30kSPS)的低采样率下直接驱动 SAR ADC、例如 ADS9110。  

    如果您需要将 PGA281与 ADS9110连接以支持高采样率、则需要使用更高的 BW 放大器对其进行缓冲、该放大器在频率范围内提供更低的输出阻抗。  

    为了支持2MSPS 的满吞吐量、PGA281可能需要使用 THS4551等高速全差分放大器或 OPA2625等双路放大器进行缓冲。  另一种可能性是、OPA2320 (双路20MHz 放大器)能够以高达1MSPS 的采样率驱动 SAR ADC、例如 ADS89xxB (20Bit 或18位 SAR)。   附加了之前的设计、其中 PGA281+OPA2320+ADS8900B (20位)支持1MSPS 的最大采样率、这也是需要关注的问题。  

    e2e.ti.com/.../ADS8900pga281E1_2800_001_29005F00_Sch.pdf

    如果您希望我们对其中一个驱动 ADS9110的 PGA281+缓冲器电路进行分析、请告诉我所需的最大采样率、我可以提供几个驱动 ADS9110的选项/仿真。   

    谢谢、此致、

     Luis

       

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    您好、Franz、

    下面是 THS4551的一个示例、它可以直接连接到 PGA281差分输出、以2MSPS 的速率驱动 ADS9110。 该电路配置为二阶低通滤波器(巴特沃斯型)、转角频率为50kHz。  我们可以根据客户要求调整滤波器。

    下面是 THS4551滤波器以2MSPS 的速率驱动 ADS9110、在18B 分辨率的1/2LSB 范围内趋稳(稳定误差在~3uV 误差范围内)的 TINA 仿真结果。  还随附了仿真文件。

    TINA 仿真文件:

    e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_ADS9110_5F00_transient_5F00_filter2_5F00_Nov_5F00_7_5F00_2021.TSC

    我们可以根据客户要求修改文件。  此外、还可以使用 OPA625。

    谢谢、此致、

    Luis

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    这是一个非常好的文件 Luis、  

    我采用了 THS4551的内核 MFB、并在这里做了更多的工作来提高 SNR、RC 值不会提供您上面所说的、但也很容易修复、  

    2016车型返回不规则电路错误时遇到了很多问题、到2019年更新修复了这些问题、但我知道该车型在开环 Zout 上的谐振不够、  

    e2e.ti.com/.../SAR-driver-ckt-with-MFB-tuning-with-THS4551.docx

    这是最后一个文件、其中包含更新的 RC 和2019车型年款更新、  

    e2e.ti.com/.../THS4551-filter-portion-of-SAR-driver-improved-RC.TSC

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    尊敬的 Mike:

    实际上、原始帖子(左后未经编辑/未更改)顶部的图显示了预期和正确的滤波器、其中 CF1 = CF2 =1nF (而不是 CF1 =CF2 =470pF)提供了具有50kHz BW 的巴特沃斯特征。 但是、底部 ADC 采样保持趋稳仿真图/文件的图中存在差异、我在该图/文件中发布了一个错误电路 cf1=cf2=470pF 的图/文件。   采用2019年 THS4551模型时、cf1=cf2=1nF 的滤波器显示了正确的转角频率 pf 49.3kHz、可在2MSPS 下驱动 ADC、而不会出现任何问题。  

    滤波器仿真文件:

    e2e.ti.com/.../THS4551_5F00_AC_5F00_filter_5F005F00_Nov_5F00_7_5F00_2021.TSC

     200kHz 时电路的噪声约为~6.71uVRMS、而上面的电路中 CF1=CF2=1nF 的噪声约为~6.42uVRMS、因此两者的噪声性能接近或相似。  在任何情况下、该电路的噪声预计将在很大程度上主导 PGA281输入级;细微的差异可能并不显著。    

    关于模型版本、当高速团队 在2019年更新 THS4551 TINA 模型时、会发现 THS4551登录页面上公布的许多数据表电路示例仍显示原始2016模型、  因此、我需要针对示例文件上的模型差异提供高速反馈;使用正确的模型快速更新文件应该很容易、以避免这种混淆。   

    但是、如果我知道底部图中与 ADC 的意外差异、我会很感激、但第一个图中的预期滤波器显示了正确的电容器 CF1=CF2=1nF。   

    谢谢、 此致、

    Luis

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    好的、这里是一个具有较低 R 的50k 巴特沃斯、如果我在200kHz 范围内运行一个集成噪声、我得到4uV

    这里是该文件、  

    e2e.ti.com/.../THS4551-filter-portion-of-SAR-driver-Butterworth-improved-RC.TSC

    如果我用1nF 将 RC 改回顶部电路、我得到5.7uV、这是我所期望的差值(我只是将其视为自由噪声改善、但是的、早期阶段将占主导地位)、不确定您在做什么、  

    当我执行所有这些电路来验证 THS4551数据表示例时、 他们确实要求我将这些内容作为数据表的链接发布-似乎是一个好主意、但我确实想知道谁将保持下游-显然没有人、这个想法也没有进一步的传播。  

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    尊敬的 Mike:

    是的、您在上面发布的最后一个修改文件以及更新的50kHz 滤波器现在显示了从4.063uVRMS @200kHz 的噪声改进。 三小时前的帖子与原6.4uVRMS 的6.7uVRMS 略有不同。

    尊敬的、

    Luis

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    我之前的文件是采用更高的 Fo 和 Q=1、与原始附加文件中的形状匹配、反馈 C 不正确、所以是的、更高的集成带宽=更高的噪声-下降以匹配50kHz 巴特沃斯是一个更好的比较、并且逐渐降低集成噪声。  

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    尊敬的 Mike:

    感谢您提供包含4uVRMS 噪声的最新文件。

    THS4551前面是 PGA281增益级。  如前所述、噪声在很大程度上由第一个增益级决定、两个电路的信号链总噪声几乎相同。  当在 G=32时使用 PGA281时、PGA281+THS4551的总输出噪声为175uVRMS 与177uVRMS @200kHz。

    请参见下面的。

    TINA 仿真文件:

    e2e.ti.com/.../PGA281_5F00_THS4551_5F00_circuit_5F00_noise.zip

    谢谢、

    Luis