[参考译文] OPA182：使用 OPA182进行单端至差分输出？

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Other Parts Discussed in Thread: REF102, OPA2192, ADS8688, OPA182, OPA2182, ADS8588S

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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1439783/opa182-single-ended-to-differential-output-with-opa182

器件型号：OPA182
主题中讨论的其他器件： OPA2182 、REF102 、OPA2192、 ADS8588S、ADS8688

工具与软件：

对于一个新项目、我们开始必须为磁通传感器(霍尔传感器)设计一个接口 PCB、该传感器必须连接具有-20V..+20V 差分输入范围的外部模拟 I/O 模块。

对于磁通传感器、我需要一个精确的2mA 电流源。因此、我想按照 SBOA046中所述将 REF35300与运算放大器反馈一起使用( https://www.ti.com/lit/an/sboa046/sboa046.pdf 上的第6页)

我需要2mA 电流、以便可以使用3V 基准电压和1k5低 TCR 电阻器。此外、我搜索了一个具有低失调电压的运算放大器(在本例中、OPA111非常旧)、我认为 OPA182 (或 OPA2182 、因为我还需要一个额外的运算放大器来反转基准电压以对仪表运算放大器进行失调电压补偿)可能是实现该目的的理想选择。

此外、仪表放大器 (-10V..+10V)的放大输出(用于放大充当一种惠斯通桥的磁通传感器的差分电压)需要从单端转换为差分(为此、我将使用+12V/-12V 的低噪声电源)。

您认为我也可以为此任务使用相同的运算放大器(OPA2182、因此我有双版本)、其中我使用1个运算放大器作为正极侧的单位增益缓冲器、而另一个作为负侧的单位增益逆变器？这个具有单位增益放大功能的运算放大器的最大容性负载是多少？或者、您是否为该任务建议其他类型的运算放大器？我们的带宽将最大为20kHz、因此我认为对于大多数运算放大器而言这不是问题。但是、由于模拟范围的原因、运算放大器必须在+12V /-12V 双电源下运行。磁通传感器接口 PCB 的输出必须通过电缆(我想最大为0.5mtr)连接到外部模拟 I/O 模块的输入、具有以下模拟输入规格：

10 个月前

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 2386610 points

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Chris、

我想您正在设计几个不同的应用、您想在这两个应用上使用 OPA2182。一种应用使用 OPA111数据表中所示的电流基准。另一个应用是单端到差分转换。如果我遗漏了什么内容、请更正我。
OPA2182是一款斩波运算放大器。这种类型的运算放大器具有非常低的输入失调电压(Vos)和非常低的 Vos 温度漂移。对于电流基准、失调电压会引入误差、因为它会增加基准电压、并会略微改变电流 Iref =(Vref + Vos)/R1。此图显示了 REF102 (10V 基准)。正如您提到的、这是一个旧映像、因此您可能需要考虑新的参考选项。在任何情况下、如果基准电压为10V、则将使用5kΩ 电阻器来设置电流。对于此基准、1mV 的运算放大器 Vos 对应于200nA 的电流误差、即2mA 的0.01%。 OPA2182的最大 Vos 为4μV μ V、相当于 0.00004%的误差(0.8nA)。 OPA2182上的 Vos 漂移也很好。这里的关键点是其他误差源可能占主导地位、您可能会假设 OPA2182误差基本上为零。
总的来说、我认为斩波放大器是精密直流电流源的不错选择。我唯一担心的是、由于电荷注入和时钟馈通、斩波技术确实会在输入上引入电流瞬态。 优化斩波放大器精度 介绍斩波放大器的优点和限制。我不认为斩波瞬态与2mA 直流电流相比会非常大、但我只想让您了解它们。作为替代方案、您可以考虑将经调整的 CMOS 运算放大器(如 OPA2192)作为一种选项。该器件的最大 Vos 为25uA、因此它不像 OPA2182那么低、但仍然实现了 0.00025%的误差。
采用两个运算放大器电路实现单端到差分转换 提供了一个使用运算放大器进行单端到差分转换的示例。这种拓扑通常用于驱动 ADC。如果您使用它来驱动 ADC、您应该确保您选择的运算放大器具有 ADC 所需的动态响应。某些 ADC 在其输入端具有运算放大器需要响应的瞬变。例如、在 SAR ADC 上、采样保持电路会为每次转换生成瞬态电流需求、以便为 ADC 内部 RC 电路充电。我不知道您的单端到差分电路连接到了什么、因此很难判断 OPA2182是否是一个不错的选择。理论上、在本例中使用 OPA2182没有问题。

我希望此背景对您有所帮助。我认为 OPA2182是精密直流应用的理想选择、从而能够很好地满足您的需求。或者、可以考虑使用非斩波器件(OPA2192)、该器件不具有斩波瞬态、但 Vos 和 Vos 漂移不够低。

此致、艺术

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 2386610 points

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尊敬的 Art：

感谢您提供的清晰信息、我选择 OPA2192仅仅是为了确保我们不会受到电流瞬变的影响、同时确保准确度仍然足以满足我们的应用需求。
关于差分输出放大器、我想我也可以使用 OPA2192来实现这一点吗？我在这里发现了一个类似的问题、但在本例中、我的仪表放大器已经具有-10V..+10V 范围、因此我只需要在输出端使用2个单位增益缓冲器、其中一个缓冲器用作反相放大器。或者、我可以选择在单电源下操作仪表放大器、以便在放大器的输出端得到0..+10V 的单端电压并在输出端产生差分-10V..+10V 的电压、如本例所示(因此我需要10V 基准) 、但我认为它没有优势？我的仪表放大器可以通过单电源作为双电源运行。您对此有什么建议吗？

ads1278的单端到差动转换-放大器论坛-放大器- TI E2E 支持论坛

ADC 集成在我们购买的外部 I/O 模块中(作为运动控制系统的一部分)、根据该模块的数据表、该模块采用 AD7609 SAR ADC、但它在输入端具有 LPF 滤波和瞬态钳位、因此使用该外部模块可能输入端的瞬态电流超小？请参阅下面的 AD7609 func 方框图和模块的输入规格。我们需要一根电缆将 PCB 与此模块连接起来、但我认为它不会太长(预计小于1mtr)。根据数据表、OPA2192的最大电容负载为1nF、所以我认为这不应该是一个问题。此外、我们的带宽限制为15kHz (我使用 Sallen Key 滤波器、我想将此相同的运算放大器用作15kHz 滤波器的二阶滤波器。优点是我可以在整个设计中使用一种运算放大器类型。如果我们有双电源并需要低失调电压和低漂移特性、也许我们可以将这个用在其他项目中？

0 admin 10 个月前

TI__Guru**** 2386610 points

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Chris、

是的、OPA2192适用于单端到差分转换。您也可以使用全差分放大器(FDA)、如您提到的 E2E 帖子中所示。 对单极信号采用运算放大器和 FDA 进行单端到差分信号转换 是一个介绍使用 FDA 进行转换的文档。通常、务必仔细选择运算放大器或 FDA、确保其具有驱动 ADC 输入的瞬态性能。这是因为许多 SAR ADC 在输入端具有采样保持 RC 电路、该电路会产生放大器需要稳定的瞬态。对于 AD7609 、ADC 具有1MΩ Ω 阻性输入阻抗和一个放大器。采样保持是内部的、由内部放大器驱动。因此、驱动 ADC 的放大器无需响应任何瞬态、而且在选择放大器时只需考虑信号调节要求。也就是说、您可以根据信号要求选择放大器带宽、转换率、噪声等参数、而无需担心 ADC。请注意、TI 与 AD7609等效的 ADC 是 ADS8588S。有一系列 ADC 具有类似的输入结构：ADS8588、ADS8688和型号。通常、有许多选项可以执行单端到差分转换。我提供链接的两个文档应该可以帮助您选择元件。

我希望这对您有所帮助。

此致、艺术

放大器（参考译文帖）

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[参考译文] OPA182：使用 OPA182进行单端至差分输出？