Other Parts Discussed in Thread: THS4531, OPA2277, REF3433, LMP7709, THS4501
尊敬的朋友：
使用28377D 16位 差动 AD 时、我有一些问题。
我已经有一些信号调节电路来确保输入电压为0v~+3.3V、但我只有一个输入电压。
我能否通过使用这些硬件电路获得差分 AD 输入信号(16位)以输入到 ADCINN/ADCINP？ (动词为3V。)
如果我无法获得差分 AD 信号、我应该怎么做？ (如何获得具有单极输入电压的差分 AD 信号(16位)。)
谢谢、
作者
您好 Joseph ，
感谢您的回答、我已经根据您的回答进行了一些更改。
但我也有一些问题、我希望您能帮助我解决这些问题。
首先、源来自涡流传感器、输入电压为-5V 至+5V、我已经进行了信号调节、以确保输入电压为0V 至3.3V、以避免损坏 DSP。 频率为10kHz、我不知道 R200和 C200的值以及如何确定这些值。
第二、我对电路做了一些更改。 根据您的答案、我是否应该为差分放大器设置+/-5V 电源、而不是使用+/-3.3V 来确保信号的3.3V 范围？
第三、我无法完全理解如何偏移单端电源以确保双极0V 至3.3V。 (我的理解是、目前双极是-1.65V 至1.65V、我应该偏移信号端电源以将双极更改为0V 至3.3V)、您能帮助我并告诉我如何偏移单端电源吗？
最后、我对电路进行了修改、请查看是否正确。
衷心感谢您的回答和时间、并期待您的回复。
此致、
Boyuan
您好、 Joseph、
您可以在此图中看到涡流传感器信号调节器电路。
涡流传感器的输出电压为-5V ~+5V。
此致、
Boyuan
您好、Joseph、
感谢您的回答！
我已经从涡流传感器信号调节器中移除了 D1和 D2、并将变为下图。（但我不确定 THS4531的 PD 引脚是3.3V 或5V。)
我使用 Tina 来仿真电路、结果如图所示。
我认为结果中有一些错误、您能告诉我这是否正确？
如果有错误、请纠正。
此致、
Boyuan
您好、Boyuan、
好的、我认为我更好地理解您的电路。 以下是一些建议：
-您可以将 THS4531 PD 的电源轨降至仅+/- 5和3.3V。 您 可以 使用+/-5V 为 OPA2277供电、这样您就可以消除+/-15V 电源轨。
-不再需要从涡流传感器信号调节器到 SE 到 DIFF 的1K 串联电阻器。 添加此项会引入1k/49.9欧姆的分压器、并将 SE 信号衰减到差分放大器、从而限制输出范围(与您在 SIM 中生成的信号类似)。 将其替换为0欧姆或完全取出。
-要将+/-5传感器输出正确降低至+/-1.65V、需要将 R8 (TINA 原理图)从12.7k 更改为9、2k
-您可以完全消除其他原理图中的单位增益缓冲器 U2B，因为您可以将 U2A 的输出直接馈送到 SE 至差动缓冲器。
最后、您需要提供稳定的 VOCM (即 VREF 的一半)。 F28377D 要求将 VOCM 保持在+/-50mV 范围内、以实现可支持的16位转换。 如果3V3电源轨不够精确或这为电路的其他部分供电、则使用具有串联分压器的3V3电源轨可能无法实现此目的。 建议 为此使用3.3V VREF IC (例如 REF34xx 系列)。
请参阅随附的用于仿真的 TINA 电路。 请注意 ADCIN1P 和 ADCIN1N 波形。 当馈送到 F28377D 差分输入时、波形应该是什么样的。
希望这对您有所帮助。
此致、
Joseph
您好、 Joseph、
感谢您的帮助、我对电路进行了一些调整、如下图所示。
我无法从 TI 网站上找到封装文件、因此 REF3433未显示在 PCB 原理图中。
如果有错误、请纠正。
我使用 TINA 来仿真电路、结果如图所示。
开始时有两个不规则波形。 我担心电压大于3.3V 或小于0V 可能会损坏 DSP。 我是否应该按照下面的 PCB 原理图中所示在电路中设置两个二极管？
感谢你能抽出时间。
此致、
Boyuan
您好、Boyuan、
反馈电容器 C1会引入相位延迟、进而导致第一个周期上的信号失真。 以这种方式在涡流传感器上实现输入网络的另一个原因是什么？ 我不熟悉涡流传感器的特性、但您可以进一步研究这一点以及如何推导输入网络。
总之、我尝试保持相同的输入阻抗、即~10k (由于原始 TINA 原理图中的 R7=10k)、从而重新排列了涡流传感器的输入电路 通过引入总电阻为~11k 且具有 R9 (7.68k)和 R7 (3.6k)的分压器网络并移除反馈电容 C1。 信号现在处于同相状态、第一个周期中不再存在失真。 查看新输入电路是否适用于您的应用。 对于 SE 至差分级缓冲器、分压器 R9和 R7会将+/-5V 输入降低至+/-1.6V。 请参阅下面修改的 TINA 电路。
我没有看到您的 REF3433电路为 VOCM 供电时出现任何问题。 此外、在 ADCIN1P 和 ADCIN1N 上添加输入网络二极管保护电路是防止 ADC 输入引脚损坏以实现长时间的较高级别瞬变的好做法。
此致、
Joseph
您好、Joseph、
感谢您的帮助、信号失真已消失。
但我发现了一个新问题。 之前的调节电路是一 个二阶巴特沃斯低通滤波 器、截止频率约为5kHz。 请参阅下面的 TINA 电路。
但新电路似乎失去了低通滤波器的作用。 请参阅 下面的 TINA 电路。
是否有办法确保输入电压和二阶低通滤波？
我尝试了一些方法、但它不起作用。
此致、
Boyuan
您好、Boyuan、
好的、有道理。 另一种尝试方法是使用2级缓冲器。 您必须使用 OPA2277中的另一个运算放大器来缓冲和隔离二阶巴特沃斯滤波器的输出。 请参阅以下修改后的 RC 网络原理图。 使用新的 RC 值、巴特沃斯滤波器的输出被减少至大约+/-3.3V。 TINA 中的信号分析结果显示了与原始波德图相同的波特图、截止频率约为5kHz。 OPA2277的第2级是单位增益缓冲器、R11和 R10是分压器。 您可以相应地调整 R10/R11电阻值(电流值的比率约为0.47)、以确保 ADCIN1P 和 ADCIN1N 中的信号不会在 ariounf 3.3V (VREFHI)或0v (VREFLO)处发生削波。
此致、
Joseph
您好、Joseph、
低通滤波器问题可由您的帮助解决。
但我发现一个现象 、即 ADCIN1P 和 ADCIN1N 输出将 VG1的输出滞后半个波形。
这种现象也出现在原始二阶巴特沃斯滤波器中。
我认为这种现象是由于电容器 C1和 C2引起的。 这是二阶巴特沃斯滤波器的固有现象吗？
在确保滤波和稳定输出的前提下、是否可以消除这种现象。
此致、
Boyuan
您好、Joseph、
对于我们使用的涡流传感器、我只能找到 涡流传感器的振幅频率特性校准结果。
传感器3dB 带宽大于3.5KHz。 我不确定它是否有助于确定缓冲器的整体设计。
此致、
Boyuan
您好、Boyuan、
您提供的最后一部分信息对您的设计至关重要。 首先、我们应该从这一点开始、最具体的说、您已经使用了很长时间的传感器的放大器频率校准响应。 我们首先假设10kHz 是传感器设计用于检测的标称频率、这是错误的。 正如您所说的、它针对300hHz 至5kHz 的感应。 这与在10kHz 下运行有很大不同。
事实证明、二阶巴特沃斯滤波器的原始电路值按预期工作。 请参阅用于对此进行仿真的 TINA 电路、并注意以下事项：
-保持涡流传感器放大器的电源电压为+/-15V，以避免在较低频率下出现信号削波，如原始电路中所示
-使用 R10/R11分压器来修整进入 THS4531 SE 至差分缓冲器的信号
-波特图显示了电路的原始响应。 相位延迟从1kHz 开始变得明显、并在-3dB 滚降频率(~3.5kHz)下增加。 由于您使用此滤波器设计已有很长时间、因此您的应用可能对此很好。 尝试仿真300Hz 至5kHz 的频率值、以查看响应是否适合您的应用
希望这能解决您的问题。
此致、
Joseph
您好、Joseph、
感谢您的参与、我认为滤波器问题已在您的帮助下得到解决。
我仍然对电源电路和基准电路有一些疑问。
首先、我是否应该将 VREFHIx (ABCD)引脚的基准电压设置为3.3V 或3V？ (我认为电压为3.3V。)
其次、因为我已经决定使用 REF3433、它有两个输出引脚(OUT_F 和 OUT_S)。 如下图所示、我是否可以使用 OUT_F 引脚输出电压到 LMP7709、最后输出3.3V 到 VREFHIx；使用 OUT_S 引脚输出电压到 VOCM、这是否会导致干扰？
第三、我需要使用 DSP 中的 DACOUTA、DACOUTB 引脚。 我不确定 DAC 的高基准电压是否需要是 VDAC 引脚或 VREFHIx 引脚。
如果是 VDAC 引脚、我是否应该将 VDAC 引脚连接到3.3V？
目前、VREFLOx (ABCD)引脚已接地。
此致、
Boyuan
您好、Joseph、
很抱歉再次打扰你。
我发现了一个有关差分放大器电源的问题。
在 10月17日晚上8：32的回答中、您建议为差分放大器使用+/-5V 电源。
但我在 THS4531的数据表中发现、电源电压 Vs-至 Vs+为5.5V。
我是否需要修改电路？
我发现传感器输出的实际电压为0-5V、它会影响最终结果吗？
此致、
Boyuan
您好、 Joseph、
我已经尝试为 THS4531提供+/-2.7V 电源、但 波形在3.3V 和0V 时失真。
然后、我尝试为 THS4531提供-1 ~ 4V 电压、波形如图所示。 我不确定电源-1 ~ 4V 是否正确。
最后、我有一个新问题、涡流传感器的输出电压为0-5V。 我可以获得0-3V 差分输出吗？
我已经尝试过一些方法、但我无法获得所需的输出波形。
THS4531的电压输入已降至0-3V。
此致、
Boyuan
您好、Boyuan、
如果必须将 THS4351用于 F28377D ADC 的16位输入的 SE 至差动缓冲级、并且仍处于运算放大器的建议工作条件下、则需要根据规格使用+/- 2.7V 电源。 这样做的结果是、F28377D 的 VREF 必须降至2.5V (VOCM 应为1.25V)、以避免 ADCINN 和 ADCINP 信号发生削波。 然后、您必须更改 R9/R10电压分压器的值以相应地调整输入(如下图所示)、以避免削波。
此致、
Joseph
THS4501没有 PD 引脚、因此您不必担心一个引脚。 这是更新后的原理图。 我认为这应该对您有效。
此致、
Joseph
