您好！
我想使用 XTR111将0V-3V 输入电压(Vvin)转换为0mA -20mA 电流输出。
我们有以下问题：
如数据表提到的指定输出电流为0.1至25mA、那么是否可以使用0V 输入电压转换此0mA？
2.在我们的应用中，我们将使用内置的微控制器 DAC，根据其精度，它将提供最大0.0466V 而不是0V，从而在输出 XTR111上提供非零 mA 的电流。 能否最大限度地减小该误差？ 以便我们将0 mA 作为起始值。
-- Nikhil
尊敬的 Nikhil：
如果向器件提供0V 输入、则 XTR111可以产生接近~0mA 的输出；但由于器件的偏移、会存在小误差。
XTR111的精度在数据表的电气特性表中指定：XTR111的内部运算放大器的 最大输入电压偏移误差(Vos)为±1.5mV、在25mA 电流范围或大约~±5uA 偏移电流时偏移电流(IOS)最大为0.02%。
请注意、外部 FET 晶体管将具有一些少量的泄漏电流、而 XTR111的精度将直接取决于信号源输入电压的精度/漂移和分辨率或者 DAC 的精度/分辨率。
2. 当0mA 只能提供0.0466V 的最小电压时、通过使用第17页显示的器件数据表电路可以获得大约~μ V 的 ta 输出。
如果 DAC 或信号源无法在单电源电路中提供0V、则 SET 引脚到正基准电压或稳压器输出(图44)之间的额外电阻器可以将输入(VIN)的零电平转换为正电压。 数据表第17页的"0V 输入电平转换和跨导修整"一节对此进行了说明。 这个电路的精度是电阻器耐受值和漂移以及电压基准精度的函数。
例如、如果您需要0mA 至20mA 电流输出、对于+0.0466V 至+3V 的 DAC 输入范围、您可以选择 RSET 至1.5kΩ。
由于 DAC 范围的最小电压为0.0466V、这相当于1.5kΩ 电流为0.0466V / ISET =~31.6uA。 因此、如下所示、在 RSET 上施加3V 基准电压并设置95.3kΩ 电阻将允许0mA 电流输出为0.0466V 输入、20mA 电流输出为3V 输入。 实质上、3V 基准电压和95.3k 电阻器将~31uA 的电流注入电路。
下面是快速 TINA 仿真、使用简化或理想化模型在应用电平转换修整后检查电路传递函数。
谢谢。此致、
路易斯
尊敬的 Nikhil：
1) 1)是的、RSET 电阻器容差精度和温度漂移将直接影响 XTR111的精度。 根据您的精度要求选择电阻器。 XTR111的传递函数为 IOUT = 10*(VIN/RSET)、其中电流输出是 VIN 输入电压精度和 RSET 电阻器精度的函数。
查看以下 XTR111参考设计、其中详细讨论了 XTR111电路示例的 IOUT 精度分析、其中考虑了 XTR111的电阻容差、失调电压、增益误差和非线性度、以及 DAC 电路的误差。
2) 2)考虑到最坏情况下的最小 DAC 电压、信号需要进行位移、因此如果最小 DAC 电压可能会在 +0.000713V 至 +0.0466V 的范围内变化、则创建的偏移会考虑该范围内最大的最小 DAC 电压。 例如、假设裕度最小值为~0.050V、其中 RSET 为1.5kΩ：
-由于范围的最小电压为0.050V ,这相当于1.5kΩ 电流为0.050V/ISE=~33.3uA。
-应用精确的3V 基准电压,并在88.1kΩ 上使用88.1kΩ 电阻器,会将3V/RSE=~34uA 的电流注入 RSET 电路。 对于任何小于~50mV 的 DAC 输入电压、XTR111将产生接近0mA 的电压。
谢谢。此致、
路易斯
您好、Luis：
感谢您的解释。 我们有以下查询：
1.根据您"">www.ti.com/.../tidub12"上的参考文档 进行 XTR111精度计算。 关于 DAC 输出精度计算存在疑问。 为什么公式3中不考虑"VREF 初始精度"参数？
在我们的案例中、VREF 信号中会出现1.948 % FSR 漂移、在我们的案例中、进行公式3中的精度计算时是否需要考虑该 VREF 参数？ 或者可以通过校准将其移除？ 因为 DAC 输出取决于以下公式。 其中 VREF = AVCC1。
2.我们使用的是内置的 MCU (R5F564MFDDFB) DAC、其在数据表中的规格低于
我正在使用而没有 AMP DAC 输出、在这种情况下、计算中将仅出现绝对精度？
此致、
尼基尔
尊敬的 Nikhil：
关于您的问题：
1.根据您"">www.ti.com/.../tidub12"上的参考文档 进行 XTR111精度计算。 关于 DAC 输出精度计算存在疑问。 为什么公式3中不考虑"VREF 初始精度"参数？
在我们的案例中、VREF 信号中会出现1.948 % FSR 漂移、在我们的案例中、进行公式3中的精度计算时是否需要考虑该 VREF 参数？ 或者可以通过校准将其移除？ 因为 DAC 输出取决于以下公式。 其中 VREF = AVCC1
[/报价]参考设计文档 TIDUB12 提供了考虑到基准初始精度的总未校准误差 TUE 的公式(2)：
然后解释说、在应用 两点最佳拟合校准 到设计中、以消除增益一个偏移误差的影响、并且只保留 DAC8551的线性误差、如等式(3)所示。
实质上、使用外部高精度仪表2执行两点 DAC 输出测量、一项测量略高于零标度、另一项测量略低于满标度、确保 DAC 精确处于其线性范围内。 测量结果的偏移和增益误差与"理想"结果进行比较、实质上是测量电路的增益误差和偏移误差。 本质上、传输特征是一个 y=mx +b 形式的线性函数。 偏移和增益校准基于这样一个想法：我们可以求解斜率和截距的直线方程、其中斜率误差是增益误差、截距是偏移。
基准初始精度会导致 DAC 满量程误差、类似于增益误差或线性函数中的本质上斜率。 校准后、测得的斜率和测得的偏移被称为校准系数、被存储在微控制器的存储器中、然后在正常器件运行期间应用这些系数、将这些系数应用于 DAC 代码、以补偿增益和偏移误差。
必须强调的是、仅当基准和无源器件随时间变化非常稳定并且 在所需的温度范围内具有低漂移时、校准才有效、否则不同的温度将需要不同的校准系数。 外部测量系统(在校准例程期间测量电压或电流)的精度要远远高于目标精度也非常重要。 如果基准随时间或温度漂移、则校准将无效。
应用手册中的 TI 参考电路使用高精度 DAC 和低漂移精密基准、可提供低温漂。
随附一段演示文稿摘录、其中讨论了 ADC 采集系统的增益和失调电压校准。 该电路与该 DAC 应用不同、但与失调电压和增益误差校准相关的相同一般概念适用。
e2e.ti.com/.../Calibration_5F00_example.pdf
2) 2)上述 TI 参考设计使用专用/分立式 DAC8551、它提供16位精度、并提供线性度和漂移大幅下降的数据表。 通常、系统的精度将受到 DAC 精度/漂移以及电压基准电压随时间推移和温度漂移的稳定性的限制。
如您所述、在您的应用中、该电路使用集成在 R5F564MFDDFB 微控制器上的12位 DAC 外设、这将不会提供与分立式16位 DAC 相同的性能水平。 也许可以尝试进行一定程度的校准来减少增益和偏移误差、但请记住、校准对 DAC 电压稳定性/精度/随时间和温度变化的漂移水平以及 DAC 基准的漂移/稳定性是有效的。 由于这不是 TI 器件、 请咨询微控制器制造商以获取有关 DAC 性能的问题。
谢谢。此致、
路易斯
您好、Luis：
感谢您的解释。
只是想在下面确认:
1.在共享文件 https://www.ti.com/lit/pdf/tidub12 中,在等式-6中被认为 ITUE_ XTR = 0.036%,在等式-4中为 0.034%。 它是拼写错误还是添加了公式4和公式5值？
2.如何 计算 RSET 容差= 0.03% FSR？ 我在上面提到的文档中没有找到它。
此致、
尼基尔
尊敬的 Nikhil：
在共享文档 https://www.ti.com/lit/pdf/tidub12 中,在等式-6中将 ITUE_ XTR = 0.036%视为等式-4中为 0.034%。 它是拼写错误还是添加了公式4和公式5值？
[/报价]
在本例中、XTR 的总未校准误差为 ITUE_XTR = 0.034%。 等式6也应该使用 ITUE_XTR = 0.034%。 这是一个拼写错误。
2. 如何 计算 RSET 容差= 0.03% FSR？ 我在上面提到的文档中没有找到它。这是电阻器容差规格的直接函数。
在本例中、作者对错误使用"典型"值、而不是最坏情况下的"最大"值。 我认为本文的作者使用了特定于所用电阻器制造商的典型误差、该误差小于±0.1%最小/最大容差误差、并假设典型值(电阻平均±1西格玛)为0.03%。 如果电阻器容差提供高斯分布、那么该方法是合理的。
但是、在讨论电阻器容差时、请记住： 电阻器提供了室温最大/最小容差百分比规格、并提供了以 ppm/C 为单位的温度系数。 但是、电阻器数据表并不总是提供电阻器容差的直方图或者典型电阻器容差技术规格。 电阻器的分布 可能会因特定制造商的生产、测试和分级过程而异。 关于电阻器容差分布的信息也许并不总是可用的；并且电阻器容差也许是高斯分布、这取决于特定的电阻器技术或者制造商生产工艺。 一种保守的方法是假定电阻器容差为最差情况。 如果电阻器制造商提供了典型容差规格或有电阻器分布容差的直方图、则可以估算典型电阻器容差。 可能需要咨询电阻器制造商。
谢谢。此致、
路易斯
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