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[参考译文] THP210:将隔离式模拟放大器与 ADC 连接时出现问题(F2837xD)。

Guru**** 2387080 points
Other Parts Discussed in Thread: THP210, INA851, AMC1300
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/1228635/thp210-issues-interfacing-an-isolated-analogue-amplifier-with-an-adc-f2837xd

器件型号:THP210
主题中讨论的其他器件: INA851AMC1300

你好。

我将使用 Skyworks 公司的一款带宽为950kHz 的隔离式误差放大器。 此设备有两个问题。 数据表位于此处: 数据表适用于电流分流测量的 Si8920隔离式放大器(skyworksinc.com)

首先、输出阻抗为5k Ω。 尽管它们显示了直接驱动 ADC 输入的器件、但我的理解是 ADC 必须由低阻抗源驱动。 因此、除非实现了较大的采集周期或低采样频率、否则这不合适。

其次、放大器的输出端(第6页)有一个典型值为1.1V 的共模电压。 我当时想用一个全差分放大器级将隔离式放大器连接到 ADC、正如在 经优化可实现最低失真和噪声的18位1MSPS 数据采集块(DAQ)中推荐的那样。  

但是、我不确定应该如何设置放大器的共模电压。 它通常设置为 ADC 基准电压的一半、但我们如何也考虑放大器输出端的共模电压?  

为了实现最佳性能,该 Skyworks 放大器的输出端是否有一个缓冲级至关重要? 我的信号频率介于100-300kHz 之间。  

此致、

JM H.  

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    JM、您好!

     关于您的 隔离式放大器、我无法给出太多的指导、因为这不是 TI 器件。 不过、我可以使用 THP210帮助您为 ADC 设计全差分驱动器。 我会同意使用5kΩ Ω 输出阻抗、您将需要一个额外的级来驱动16位 SAR ADC。

    正确、THP210的输出共模电压应设置为 ADC 基准电压的一半。 这将最大化 ADC 采样的动态范围。  

    前一级的共模输出电压(THP210的共模输入)将被 THP210的全差分性质所抑制。 CMRR 的大小取决于 THP210外部反馈网络的电阻器失配情况。 例如 、在增益为1时、0.1%的电阻器失配将导致 最坏情况下的 CMRR 为-54dB (典型值为60dB)。 请参阅 THP210数据表的第9.1.4节。

    谢谢。

    察赫

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    JM、您好!

    请参阅下面的 TINA 仿真。

    谢谢。

    察赫

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    尊敬的 Zach:

    我目前无法在我的工作计算机上访问 TINA -不过我希望尽快安装 TINA。

    您现在是否碰巧有一个更高分辨率的仿真图像-它在我的屏幕上非常小。

    您是否认为用于驱动 ADC 的 FDA 方法优于标准仪表放大器? 如果是、您能否简单解释一下?

    谢谢。
    JM

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    JM、您好!

    如果您将光标拖动到图像上、它应该会显示一个放大镜指示符。 如果您选择图像、它会打开更大、分辨率更高的图像版本。 如果这对您不起作用、请告诉我。

    我不确定 您所说的"标准"仪表放大器是什么意思。 与普通运算放大器一样、仪表放大器可采用单端和全差分架构。 例如、 INA333 是差分输入至单端输出仪表放大器。 而 INA851 是全差分仪表放大器。 就我个人而言、我认为差分到单端 INA 是更"标准"的架构。 如果您指的是这种情况、则  不希望通过单端输出驱动差分 ADC、因为您会失去一半的动态范围、并且任何共模误差都不会被拒绝。

    假设您指的是 THP210等全差分运算放大器与 INA851等全差分 INA ... INA 方法的主要优势是您具有非常高的阻抗输入级、对于 INA851、该输入级为100GΩ Ω。 典型 FDA 的输入阻抗由所选的输入电阻器决定、通常约为 kΩ Ω、就像我上次答复中所示的电路。

    INA 方法的另一个好处是 CMRR 不依赖于外部电阻器匹配。  CMRR 在数据表中指定、并由集成在器件中的精密匹配电阻器对确定。 请参阅下面的 INA851数据表中的图7-20。

    当 FDA 的输入为低阻抗时、通常选择 FDA 方法、因此不需要高阻抗输入级。

    我相信您最初担心的是 隔离放大器的输出阻抗过高、因此性能不佳。 我使用 TI 交叉参考 工具(https://www.ti.com/cross-reference-search) 来查看是否有性能更好的替代器件。 我找到了 AMC1300、它的输出阻抗非常低、为~0.2Ω Ω、请见下面。  TI.com 上的1ku 价格看起来 也很不错: https://www.ti.com/product/AMC1300

    谢谢。

    察赫