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[参考译文] ADS8355:如果使用 INA296 或 OPA2863A 检测低侧电流、是否需要 ADC 驱动器放大器?

Guru**** 2381920 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2863, INA296B, ADS8355, ADS7853, ADS8681W
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/1534870/ads8355-do-i-need-adc-driver-amplifier-if-sensing-low-side-current-using-ina296-or-opa2863a

器件型号:ADS8355
主题中讨论的其他器件:OPA2863INA296BADS7853

工具/软件:

大家好、我们想使用 ADS8355 对 H 桥的两个低侧电流进行采样、电流检测使用 INA296B(我们还将评估使用 OPA2863 构建低侧电流检测电路)和分流电阻器、我们是否可以通过 RC 网络将 INA296 的输出引脚直接连接到 ADS8355、而无需任何驱动器放大器?

对于 OPA2963、原理图类似于 TIDA-060019A

对于 INA296、原理图如下所示。

问题是我们可以通过 RC 直接将 ISEN 或 AVOUT 连接到 ADS8355、无需任何驱动器放大器、从而更大限度地降低 BOM。

BTW、添加 ADC 驱动器放大器的标准是什么? 输出阻抗?

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    您好、Benyuan Liu、

    对于 ADS8355 最大采样速度 (1MSPS)、您确实需要一个 ADC 驱动器用于 INA296 电流检测电路。 如果相应地调整 RC、则使用 OPA2863 进行低侧电流测量后、无需额外的驱动器即可直接驱动 ADC。  

    您是否计划以 1MSPS 的频率使用 ADS9355? 如果采样速度变慢和/或允许出现一些误差 、INA296 能够通过 RC 直接驱动 ADC。  

    对于 H 桥和电流分流测量、我们提供了以下文档、这些文档可帮助您完成使用 SAR ADC 进行元件选择的过程:

    电桥测量基本指南

    采用仪表放大器驱动开关电容器 SAR ADC 的电路

    采用缓冲式仪表放大器驱动开关电容器 SAR ADC 的电路

    适用于 3V 单端 ADC 的高侧电流分流监控器电路

    适用于 3V 单端 ADC 的低侧电流分流监控器电路

    以及有关  ADC 驱动器选择的更多信息、我们的高精度实验室系列和放大器和位:为数据转换器选择放大器简介是有关在选择 ADC 和 ADC 驱动器时要考虑的规格类型的优质资源。  

    此致、  

    Yolanda

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    谢谢、我计划使用 INA296 + ADS8355 进行双桥臂(H 桥)电流检测。 速度需要 1MSPS 才能运行、可能更高、分辨率可以低至最低 12 位。 我们还考虑使用 ADS7853 作为低成本选项。

    当采样频率为 1MSPS 时、为什么 INA296 无法直接连接到 ADS8355? 我计算出 RC 滤波器为 4.7 Ω 和 22nF、并在 1MSPS 下进行采样、是否可以这样做?

    该电路板的面积有限、您能推荐一些小型运算放大器用作缓冲器吗?

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    您好、Benyuan Liu、

    理想情况下可以、但 INA 通常没有用于驱动精密 ADC 的带宽、因此在使用 INA 时、建议添加一个能够驱动 ADC 或将采样率减至 INA 能够驱动输入的额外级。  

    若要驱动 ADC、电源应能够驱动 ADC 的开关电容器负载并在采集时间内稳定在 LSB 的 1/2 范围内(对于 ADS8355、此值为 350ns;另请注意、它不仅应稳定 350ns,还应提前一位,以便精确测量稳定的信号)。 ADC 输入端的 RC 滤波器也用作电荷反冲滤波器、有助于使 ADC 的  开关电容器 在采集时间内充电和稳定(并帮助消除混叠)。  

     

    通常、驱动 ADC 所需的带宽至少是分辨率较低 ADC 采样频率的 10 倍、但根据采集时间、分辨率和范围、带宽可能更高。 INA296 只有 1.1MHz 带宽、因此在不减慢采样速度或进行较低分辨率测量的情况下、它无法直接驱动 ADS8355。  

    超出 INA 带宽需要考虑的其他因素是驱动能力。 它不仅应具有带宽和压摆率能力来使信号稳定、还应为 RC 滤波器+  ADC 的开关电容器负载充电。 我在数据表中找不到 INA296 的电流输出、但它的最大容性负载为 1nF、从而导致建议的 RC 过大而无法驱动。 通常、我们建议使用 ADC 的采样保持电容器作为输入 RC 的电容值(对于 ADS8355、该值为 40pF)、因此 400pF 至 800pF 将可驱动、但 INA 可能需要>1us 的时间才能使信号稳定。 不过、将采样速度降低到 500kHz 以下可能是一个可能的选择。  

    我们有这个技术手册文档、该文档介绍了如何 在没有驱动器放大器 的情况下驱动 SAR ADC 输入、如果您对该路线感兴趣、可能会有所帮助。  

    我还建议使用我们的 模拟工程师计算器、该计算器在设计这些电路时不仅适用于数据转换器、还适用于放大器等。 TI 高精度实验室 还提供了大量信息:  

    对于驱动器 、我建议 OPA320 还为~3mmx3mm、或者 OPA836 为 ~3mmx3mm、甚至是 2mmx2mm 封装。  

    如果需要 1MSPS 且至少具有 12 位大小的优先级、那么我们也有 ADS7056。 它是一种采用 1.5mmx1.5mm 封装的 14 位、2MSPS、单端 SAR ADC。 或采用相同封装的 12 位、3MSPS 版本、 ADS7046。  

    我们还有一些具有集成驱动器并可实现更多直接输入的 ADC 、例如 ADS8681W 、这是一款具有集成 PGA 的 16 位 1MSPS SAR ADC、封装尺寸为 4mm x 4mm。

    此致、  

    Yolanda