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[参考译文] THS4524:使用 THS4524为数据记录应用实现单端输入

Guru**** 2585275 points
Other Parts Discussed in Thread: THS4521, THS4524, THS4561, 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/747073/ths4524-implementing-a-single-ended-input-using-ths4524-for-a-data-logging-application

器件型号:THS4524
主题中讨论的其他器件:THS4521ADS1274EVM-PDKTHS4561TINA-TI

您好、论坛、

我们目前正在开发环境数据记录应用。 我们将使用 THS4524 FDA 和 ADS1274 ADC 构建模拟前端、这似乎是一个常见的配对。

但是、我们遇到了一些阻碍我们进步的因素、我们非常感谢模拟领域的任何专家、尤其是 FDA 实施领域的专家提供的任何帮助。

输入信号

输出拓扑:单端或差动(制造商可选、我们希望使用单端)

输出阻抗:50欧姆(单端)、100欧姆(差分线路上)

输出偏置:直流耦合(至 Vsupply/2)或交流耦合(制造商可选、我们希望使用交流耦合)

输出电压:0V 至 Vsupply。 (在本例中为0-5V)

信号频率:2 - 20kHz。

电压

接受0至5V 之间的差分输入电压、直流耦合至2.5V。

 

Q1)差分还是单端?

由于我们可以选择从源端选择差分输出、因此在差分模式下使用 THS4521是否有任何优势? 我已经了解到、这简化了端接电阻器的选择过程、是这样、还是可以通过单端实现相同的性能(尽管端接电阻器计算稍微涉及更多?)。

Q2)、我们能否移除 THS4521输入和输出之间的电容器?

我们购买了 ADS1274EVM-PDK、它具有板载 THS4521电路。 在电路板上、它使用1.5nF 电容器与 THS4521上的1KOhm 反馈电阻器并联(请参阅下图)。  

这些电容器在输出端形成一个截止频率为103kHz 的低通滤波器、这对我们来说是不可取的。我从电路板上手动移除了它们。 但是、这会产生如下所示的信号。

黄色=输入、蓝色=输出。

输入是来自600欧姆源的单端输入。 当存在电容器时、FDA 工作正常、如果不存在、我们会看到上面的蓝色信号。 这种行为是否有原因?这些电容器是否是实现稳定功能所必需的?

Q3)用于计算增益、反馈和端接电阻的8802.FDA 设计工具的可靠性。

我一直使用 8802.FDA 设计工具 来帮助您根据下面的单端电路选择 RT、RG、RF 和 RM 的值。

当我使用数据表(第24页、表5、如下所示)中的 RF、RG 和 RIT 以1V/V 的增益运行此计算器时、该计算器显示0.5V 输入的全摆幅 ADC 电压为0.25V (建议增益为0.5)、我是否缺少什么?

计算器结果

3) 3)在同一输入信号上并联三个 FDA

我们打算使用 THS4524将1x、8x 和64x 的增益应用于我们的输入信号。 我们将并联所有三个 FDA 输入。 这是否会导致端接问题、如果是、我们最好在每个输入端使用缓冲器或隔离变压器?

很抱歉、这篇帖子篇幅长、但如果我们能让它发挥作用、这将是 TI 产品的令人难以置信的精彩应用。

提前感谢、

Josh

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    e2e.ti.com/.../DiffAmpCookbookTemplate.docxe2e.ti.com/.../SingleToDiffAmpCookbookTemplate.docx

    Josh、您好!

    您已涵盖了许多主题、因此请在必要时提出后续问题。

    差分信号的主要优点是、如果噪声耦合到两条布线中、则差分信号不受影响。 如果我测量的只是两根导线之间的电压、那么如果我向两侧添加1伏电压、我的测量结果将不受影响。 但是、对于以接地为基准的单端信号、在我的测量中将出现添加1V 的情况。 除使用差分信号外、FDA 的主要优势在于它允许单电源的输出变为负值、从而使有效输出摆幅加倍。 单端输出相对于接地只能在0V 和5V 之间摆动、而正差分输出相对于负差分输出可以摆动0-5V、这也可以摆动0-5V。 这意味着输出轨为5V-0V=+5V 和0V-5V=-5V 。  至于端接电阻器、它只是一个50欧姆电阻器和2个25欧姆电阻器之间的差值。

    由于 FDA 的增益为0dB (内部为2个单端放大器,增益为-1/+2),因此在这里不需要该电容器来实现稳定性。 它可能对噪声滤波很有帮助。 您是否熟悉运算放大器稳定性的主题? 有时、需要使用反馈电容器来防止寄生输入电容阻抗使内部单端增益在频率范围内=0dB、因为它们通常是2的最小增益稳定。

    我随附了一些电路指导手册来提供帮助。 我不喜欢过于依赖工具。

    3续 是的、这将导致问题、因为有效增益阻抗将是所有这些并联的电阻器。 您将需要一个缓冲器。

    此致、

    肖恩

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    帖子脚本:我不确定您是如何连接600欧姆信号的、但请按照我的单端到差分指导手册正确匹配输入阻抗。 也许只需在没有电阻器的情况下将其连接到运算放大器输入端、然后在另一侧将600欧姆电阻接地?
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    1.明白,谢谢。

    2.是的,我熟悉这个概念,但我不能说我在放大器的输入和输出之间没有电容器时看到了显示的行为(振荡是的,但这看起来像是整流!)。 您对此有何看法?

    3.这些指导手册是一个很好的资源,我将使用我们的价值观详细介绍这些指导手册,并让您了解我如何继续学习。

    4.指导手册提到 THS4561、您是否碰巧知道该 IC 的发布日期是什么时候?

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    2.该放大器在技术上不稳定,但电容器滤除谐振频率。 如果在100MHz 带宽下将1pF 电容器与两个反馈电阻器直接并联、则可以使其稳定下来、从而消除电容器。

    e2e.ti.com/.../DiffAmpStabilityBode.TSC

    4.这可能是一段很长的时间。 但是、您应该能够为此使用 THS4521。

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    谢谢 Sean、

    打开该.tsc 文件需要什么软件?

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    TINA-TI、德州仪器的电路仿真软件、位于 http://www.ti.com/tool/TINA-TI。

    此致、

    肖恩