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[参考译文] LM2904：简单模拟转换器

admin
Guru**** 2386610 points
Other Parts Discussed in Thread: TM4C1294NCPDT, LM2904, CD74HC4067, SN74HC00
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/757869/lm2904-simple-analog-translator

器件型号：LM2904
主题中讨论的其他器件：TM4C1294NCPDT、 CD74HC4067、 SN74HC00

我正在尝试使用一个0-3.3V 耐压模拟输入引脚来测量0-5V 模拟信号。  我计划将运算放大器用作缓冲器、然后添加分压器、但是否有更简单的解决方案？  我需要20个信号、因此每个运算放大器都有很多具有电容器和电阻器的外部组件。  有什么想法吗？

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好、Tiffany、

    至于更简单的解决方案...为什么不只使用分压器？ 您需要的电流是否超过 DAC 本身所能提供的电流？ 我想 MCU 不能/不需要很多电流来进行电压检测。

    您提到了许多外部组件、包括电容器、但我在您的原理图中看不到电容器。 如果在放大器的电源引脚上使用电容、则降低所需电容总数的一种方法是使用四通道运算放大器。 那么、每四个运算放大器只需要一个电容器。 您提到的电容器是在这里放置的吗？

    此外、您的 DAC 上是否有20个输出引脚和 MCU 上的20个输入引脚都同时传输？ 尝试更好地了解这里发生的情况。

    此致、
    Daniel
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    TI__Guru**** 2386610 points
    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。
    谢谢 Daniel、我的应用不是很清楚。 我有20个 DAC 提供0-5V 模拟输出、然后将这20个输出反馈回 Tiva 进行监控。

    Tiva 规格显示"ADC 输入泄漏电流"为2uA。 这是否意味着模拟输入引脚在3.3V 时的拉电流永远不会超过2uA？ 如果是这样、也许我可以使用一个大串联电阻器、然后在 Tiva ADC 引脚之前使用一个分压器。 我正在使用 TM4C1294NCPDT。 "泄漏电流"是否意味着"最大模拟引脚输入电流"？
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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好、Tiffany、

    遗憾的是、我使用 MCU 的经验有限、因为我不使用这些产品。  我会让一些经验较多的人尝试帮助您获得一些更可靠的答案。  请注意、由于圣诞假期即将到来、这可能需要几天时间。  同时，我可以提出一些建议。

    为了回答您的问题、我严重怀疑"泄漏电流"和"最大模拟输入电流"的含义是相同的。  查看数据表第1866页的图(也嵌入在下面)、您可以看到引脚上有一些 ESD 钳位功能、有助于防止意外 ESD 事件。  保护由泄漏电流的二极管组成、即使在空闲状态下也是如此。  此外、我认为即使对于 MCU、2uA 的电流也非常小、但我们需要对此进行仔细检查。  出于这些原因、我很确定这不是我们要寻找的规格。

    我想说、Tiva 中模拟输入的精度 很可能 取决于 MCU 的 ADC 引脚从电阻分压器窃取的电流的比例。  如果 MCU 从底部电阻器窃取大量电流、则分压器不会准确地分压电压。  会有一些偏移。  如果允许 ADC 的输入在 ADC 采样前趋稳(取决于图中 C_ADC 电容器的大小)、则这可能无关紧要。  最后、其中一些可能还取决于 DAC 的速度和电流驱动能力。

    希望这不是太多信息或太多信息。  只是尝试在那里提出一些相关的想法。  如果 DAC 能够提供足够的电流并且 MCU 不会不堪重负、我想您甚至不需要运算放大器。  同时、我将努力让具有更多经验的人伸出援手。

    如果您有任何疑问、请告诉我。

    此致、

    Daniel

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    TI__Guru**** 2386610 points
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    Tiffany、

    如果稳定时间(速度)不重要、那么即使是2电阻分压器也不会起作用、也不会有运算放大器。 这样、加载输入的电阻器值与 Tiva 的实际泄漏输入电流之间就会存在折衷。 2uA 是最大泄漏、我认为(不确定)包括 Tiva 的上温度。 如果为 true、则较低的温度将会产生更小的泄漏。 询问 Tiva 器件型号的新线程中的泄漏。

    另一种选择是添加5V 多路复用器以切换输入信号、并且仅在 Tiva 上使用一个输入、因此只需要一个运算放大器。
    例如、CD74HC4067 16：1多路复用器、那么只有一个比 LM2904更好的运算放大器。

    就 LM2904而言、您将需要7V 电源来确保运算放大器输入可接受高达5V 的输入、从而使输出达到5V。

    最后、请详细介绍您的输入信号。
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    TI__Guru**** 2386610 points
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    您好、Tiffany、

    我同意 Ron。 2µA μ A 应为最大工作温度下的最大输入泄漏电流。 这是绝对合理的。

    作为包含非常稳健 ESD 输入保护方案的 CMOS 芯片的示例、SN74HC00在85°C 时的最大输入泄漏电流为1µA μ A 在25°C 时、其最大输入泄漏电流为100nA、而典型泄漏电流仅为0.1nA。 因此、如果您的应用不远距离远离25°C 的环境温度、我认为您的应用在 ADC 输入端有很大的无源分压器余量。

    为了满足动态要求、在使用无源分压器时必须降低 ADC 转换频率、选择的 Rs 越高。 请参阅 TM4C1294NCPDT 数据表的第15.3.2.5节。 例如：500R 的有效源电阻允许1000Ksps 的 ADC 转换频率。 另一方面、当有效源电阻为9500R 时、允许的最大 ADC 转换频率会降至571Ksps。 如果您在分压器上添加滤波器电容器以形成低通滤波器、则必须进一步降低 ADC 转换频率。

    总之、不带 OPAMP 缓冲器的无源分压器应该能够满足这一要求。

    Kai