[参考译文] OPA4187：多通道温度数据采集系统上存在奇怪的噪声

该死的 我忘了提一下 ADC 部件 number...it 就是 ADS8318。

尊敬的 Kevin：

我想我们会看到、 ADC 采样保持输入端的电压未在采集时间内趋稳。

ADS8318是一款16位500kSPS SAR ADC、需要一个~10MHz 驱动器才能在 单极配置中稳定在1LSB 以内。 OPA4187是一款零漂移放大器、该放大器针对直流精度进行了优化、具有仅550kHz 的带宽。   应将 OPA192 10MHz 放大器之类的器件配置为用于驱动 ADC 的附加缓冲级。

除了带宽限制、 放大器有可能在驱动一个只有24.9Ω Ω 串联电阻的1nF 电容器时不稳定。 ADC 电荷桶上的任何振荡都将进一步降低系统的稳定性能。 ADC 输入端的 RC 滤波器应针对 ADC 稳定和运算放大器驱动器稳定性进行调整。

您能否提供原理图？ 我感谢您的详细描述、但其中的原理图对我准确 诊断问题并提供解决方案非常有帮助。 我还想详细介绍您的 INA 配置和 ADC 基准电压。

低功耗 LM4040可能不足以直接驱动 ADC 基准、这将增加更多稳定误差。 我们可以考虑使用另一个放大器来缓冲 LM4040基准、或者或许可以改用 ADS8318数据表中建议的 REF5020。

请提供详细的示意图、我们 将在下周继续谈话。

享受您的周末、

扎赫

尊敬的 Zach：

感谢您的回复。  当他们下周休假回来时、我需要使用固件编程器来验证准确的采样率。

我将发布我们在 Kicad 中使用的原理图。  内部生成的一些符号可能不符合确切的行业标准、但 应该能够很好地解释该电路。

周末愉快！

凯文

希望这些内容清楚地显示出来。 所有运算放大器均为 OPA4187、但未标记为该特性。 R36和 R37为零欧姆、C137未安装。 工作表组0&1是隐藏原理图子部分的层次块、这些子部分也在下面发布。

很抱歉,这是很难阅读的。 我可以根据请求发布放大照片。 如果有人感兴趣、请索要原理图特定部分的特写特写。

尊敬的 Kevin：

是的、这些很难阅读。 您是否能够提供分辨率更高的图像？

这可能有助于发送多个放大到各种电路块中的图像。

例如、

图像1：输入和多路复用器

图2：OPA4187前端

图像3：ADC 和电荷桶

图4：电压基准和 驱动器

越清晰、越 好、但只要我能够说出文字、我就会很高兴。

谢谢。

扎赫

很抱歉耽误你的时间。 更多的信息在与固件编码器...

总采样率为3.072kHz、因此每通道192Hz。 此外、固件执行12次采样平均值、因此采样后的有效数据速率为12Hz/通道。

以下是所请求部分的一些缩放。 希望这些出现足够好的其余可以推断,但如果你需要更多,请问。

尊敬的 Kevin：

感谢您发送额外信息。  

我看到您的 OPA4187 (U10)采用差分缓冲器配置、其输出共模电压设置为2.048V。 根据您的输入共模电压、  由于 OPA4187具有低于正电源轨2V 的共模输入限制、输出可能无法摆动到4.096V。 您是否能够确认您的输入共模电压为~0V？ 输入信号的最大差分电压是多少？

3.072kHz 是一个非常低的采样率、所以 OPA4187应该能够在采集时间内稳定至1 LSB。 然而、为了实现稳定性、R58和 R59应该被增加至499Ω Ω。

U7是否也是 OPA4187？ 我注意到、U7B 使用50Ω Ω 隔离 电阻器驱动10μF Ω 负载(C135)、因此相位裕度仅为21度。 为实现稳定性、最小相位裕度应为45度。

我 认为 在 U7B 的输出处不需要 C135、因为该节点似乎只是由 U7A 和 U7C 进行缓冲。 我建议移除 C135、除非它提供了我遗漏的某些功能？

22μF 在 U7C 的输出端(ADC Vref 引脚)使用一个10μF μ F 的大电容器、以帮助在转换期间直接向 ADC 的基准引脚提供电荷。 我相信这可能是 C135的初衷？

请确认 U7是 OPA4187还是其他某些运算放大器、因为这会影响稳定性分析以及 ADC 的转换精度。 知道为 U7选择的运算放大器后、我 将能够为基准驱动器电路提供进一步的建议。

此致、

扎赫

尊敬的 Zach：

感谢您的回复。 好东西。

所有运算放大器均为 OPA4187。

输入的共模电压 实际上为0V。 每个电桥均由部分 OPA4187生成的+/- 4.096V"电压轨"驱动。

我们的产品额定暴露限值  完全在电桥 容量范围内、可始终接近运算放大器的输入共模限制。

作为一个实验、 如果您认为可能有用、我可以尝试使用大于50欧姆的更大隔离电阻器并移除 C135。  

此致、

凯文

编辑错过的一个:可以增加24.9的到499的,也可以尝试。

尊敬的 Zach：

感谢您的回复。 好东西。

所有运算放大器均为 OPA4187。

输入的共模电压 实际上为0V。 每个电桥均由部分 OPA4187生成的+/- 4.096V"电压轨"驱动。 电桥由~3k Ω 元件和其中一个元件热敏电阻组成。

在产品的额定温度极值内、差分输入电压将始终 远低于运算放大器的输入共模限制。

作为一个实验、 如果您认为可能有用、我可以尝试使用大于50欧姆的更大隔离电阻器并移除 C135。  

此致、

凯文

编辑错过的一个,并澄清了我的意思以上一点:... 可以将 R58、R59从24.9提高到499、也可以尝试这样做。

谢谢 Zach。 非常感谢。 如果您不介意我问...您在之前的帖子中用于生成波特图的仿真软件是什么。 巧妙的技巧。

此致、

凯文

很乐意提供帮助。 如果您的设计需要其他支持、请告诉我。

谢谢。

扎赫