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[参考译文] ADS131M02:ADS131M02的交流耦合输入帮助

Guru**** 2374090 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS131M02, ADS131A02
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/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1509297/ads131m02-ac-coupled-input-help-for-ads131m02

器件型号:ADS131M02
《Thread 中讨论的其他器件: ADS131A02》

工具/软件:

大家好!

最近、我设计了一个简单的 SDR、它使用一些低噪声音频运算放大器来放大弱下变频信号、并使用单个 ADS131M02对 IQ 路径进行采样。

我现在面临的挑战是使用简单端电源的不匹配共模偏置:低噪声运算放大器是双极器件、输出范围为 AGND  +  0.6至 AVDD - 0.6、而  当增益>= 8时、ADS131M02建议任何 AINx 引脚的输入为 AGND - 1.3 ~ AVDD - 1.8。 当 AVDD = 3.3时、很难设置一个能够在任何增益下满足两个器件动态范围的直流偏置。

因此、我想在它们之间使用交流耦合是否是一种良好的做法。  我发现有几条提到该技术的注释(请参阅下面的示例)、似乎它  也适用于 ADS131M02。  

我还注意到、在 ADS131M02的数据表中、有一个测量电流的演示、其中共模偏置设置为 AGND、信号路径与交流耦合(通过变压器)有点相似。


我的 问题是:

1.我可以在设计中使用交流耦合,就像第一张图所示的一样?

2.是否可以像 第二个 图所示那样简单地设置 VCM = 0 (AGND )? 由于 ADC 只能测量不高于+-1.2V 的差分信号、因此即使在最低增益下、这也不会导致任何问题?

3.是否应在交流耦合后调整抗混叠滤波器的参数?

4.选择组件值时有其他提示或注意事项吗? 我看到了较大的耦合电容器产生的砰砰声、但我认为这并不严重、因为我不会立即阅读结果。

如有任何帮助、我们将不胜感激。 提前感谢。

  • 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。

    您好、 Yuzu

    欢迎来到 TI E2E 论坛。

    您能告诉我您运放的实际信号(振幅和共模电压)以及信号频率是多少吗?

     您突出显示的电路中的变压器是电流 互感器、通常用于测量计量或电网应用中的电流。

    ADS131M02可用于测量真差分信号或单端信号(AINxN 短接至 GND、如数据表中的图9-6所示)。

    BR、

    Dale

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    尊敬的  Dale:

    感谢您的信息。 运算放大器配置为差分缓冲器、例如仪表放大器的第一级、每个放大器的增益为100。 因此、1mV 的差分信号将在输出端放大至200mV。 我的设计需要处理低至0.5uV 至6mV 的输入、因此输出差分信号   在10kHz 下将为100uV ~ 1.2V (ADS131M02的最大摆幅)。 在如此大的摆幅和3.3V VCC 下、我无法通过直流耦合找到这两款器件都能正常工作的偏置。 因此、我将交流耦合电容器设置为1uF、将偏置电阻器10K 连接到 AGND、然后连接抗混叠滤波器、仿真似乎可以正常工作、但我不确定是否错过了一些内容。

    此致、

    YC

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    尊敬的 YC:

    感谢您分享信息。 ADS131M02可以测量高达-1.2V~1.2V 的差分输入信号、并且它可以在高达64ksps 的数据速率下运行、因此使用该 ADC 测量信号不会出现问题、但您可能必须考虑以下规格:

    • 例如、数据速率越高、噪声越高、当数据速率为64ksps 和增益=1时、ADS131M02上的噪声将为75.34uVrms。 噪声远高于 ADC 输入端的最小信号100uV。  
    • ADS131M02的典型失调电压误差为175uV、全局斩波模式可用于 改善失调电压和噪声、但它会增加稳定时间并限制 ADC 的数据速率。 还可以考虑校准。

    ADS131A02是一款2通道同步采样 Δ-Σ ADC、可支持高达128ksps 的数据速率、在相同条件下其噪声低于 ADS131M02;在64ksps 的数据速率下、当增益为1时、需要进行偏移误差校准。 ADS131A02支持差分或单端输入信号。

    我不确定   您的设计中是否确实需要同步采样 ADC。 TI 的其他精密 ADC 噪声较低、但建议您首先查看 ADS131A02。

    BR、

    Dale

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    尊敬的 Dale:

    感谢您的答复。 我检查了  ADS131M02和 ADS131A02的规格、如果我有误、请纠正:

    1.与 ADS131M02相比、ADS131A02似乎有点昂贵。 我的 SDR 仅适用于模拟音频以外的数字编码信号、因此我认为只要 SNR>=3dB、器件就对噪声不是很敏感。

    2. ADS131M02的数据表 (Vref 1.2V)指出、对于64ksps 和增益= 32、有效分辨率为13.7位、因此100uV 差分信号将 产生100/(2*1.2*1e6/2^13.7/32)= 17.7  的有效读数、这似乎有足够的空间通过数字滤波检测弱信号。

    3.适用于 ADS131A02 (Vref 2.44V)的相同公式可得出 100/(2*2.44*1e6/2^15.71/4)= 4.4、否则需要外部精密 Vref。

    3.我需要转换 射频混频器的模拟 IQ 信号并在离散域中重构它,所以我认为同步采样是必要的。

    此致、

    禹城

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    您好、Yuzu

    我不知道您在2和3中的计算结果是什么、器件的有效分辨率仅与 RMS 噪声、基准电压和增益有关。 我建议您 先获取 EVM 板并使用实际信号对其进行测试、看看 ADC 是否能够满足您的要求。

    BR、

    Dale