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[参考译文] ADS127L11：适用于 ADS127L11 的单端滤波器设计

admin
Guru**** 2484615 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS127L11, REF6141

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/1534039/ads127l11-single-ended-filter-design-for-ads127l11

器件型号：ADS127L11
主题中讨论的其他器件： REF6141

工具/软件：

大家好！

在以下设计中、我通过运算放大器（增益为 3）将信号（仅直流）连接到 ADC、而 ADC 配置为单端 ADC。 在这种情况下、ADC 之前的低通滤波器是否适合？

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    您好、M. Roy、

    是的、可以在 ADC 输入引脚上使用简单的 RC 滤波器、且 AINN 接地。  从 ADC 的角度来看、由于 ADS127L11 具有非线性输入电流、将 R 设置为最大值 100 Ω、然后将输入电容器增加到 10nF 将是更好的选择。  但是、这可能会导致输入放大器出现稳定性问题、因此在这种情况下可能需要进行权衡。  启用 AINP 内部缓冲器也有助于提高性能、但会将最小输入电压限制为 0.1V。

    在此配置中、输入范围将丢失 1/2、从而将动态范围减小 6dB。  此外、对于这样的单端配置、预计 THD 处于–105dB 范围内。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

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    TI__Guru**** 2484615 points
    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。

    尊敬的 Keith Nicholas：

    感谢您的及时答复。

    启用 AINP 内部缓冲器也有助于提高性能、但会将最小输入电压限制在 0.1V。

    此应用的最小输入电压（至 ADC）为 60mV。 为什么启用 AINP 缓冲器会限制输入电压？ 在数据表第 8.3.1 节中找不到此信息、其中讨论了模拟输入和输入缓冲器。  

    在此配置中、您将丢失 1/2 的输入范围、将动态范围减小 6dB

    ADC 的输入范围是 60mV 至 4.5V：您说 ADC 只会读取该范围的一半吗？

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    您好、M Roy、

    第 6.3 节指定了使用内部缓冲器时的最小和最大输入电压。  内部缓冲器不是轨到轨输入结构、对于 5V 电源、最大输入范围为 0.1V 至 4.9V。  为了准确测量接近 0V 的输入电压、您需要将 AVSS 电源设置为稍小的负值、例如–0.2V。

    您将能够测量整个正输入范围、它支持 60mV 至 4.5V 电压。  在负输入接地的配置中、我假设您将使用 4.5V 或 5V 的基准电压。  差分满量程输入范围将为+/-GND Vref、但仅限于正代码值 (AINN=GND、分辨率为 23b)。  在大多数应用中、这仍然足够分辨率、因为 ADC 的热噪声会限制任何 小于 2048 的 OSR 设置的有效分辨率。

    此致、
    Keith

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    您好 Keith、

    感谢您告诉我。 我将增大输入运算放大器的增益、使 ADC 的最低值高于 100mV。

    关于滤波器、我想知道这种滤波器在这里是否可用作冲水桶滤波器？ 添加此滤波器是为了帮助解决由于 ADC 内部采样保持电容器不断切换而导致的电流过冲。

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    您好、M. Roy、

    是的、输入电容器确实可以用作电荷桶电容器、但对于 Δ — Σ ADC、我们始终建议使用至少为 ADC 输入采样电容器 100 倍的输入电容器。  这导致 ADC 输入看起来像等效输入电阻。  如果使用内部输入预充电放大器、这会将有效输入电阻增加约 1000 倍。

    此致、
    Keith

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    如果使用内部输入预充电放大器、这会将有效输入电阻增加约 1000 倍。

    对于滤波电容器、这意味着什么？ 我将使用内部预充电缓冲器、在这种情况下、滤波 电容器是否仍需要增大 100 倍？  

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    尊敬的 Roy：

    是、如果使用内部预充电缓冲器、则可以使用较小的电容器。   使用内部预充电缓冲器时、640pF 适用于大多数具有 8MHz 或更高带宽的放大器。

    此致、
    Keith

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    Keith、

    感谢您的答复。

    还有一个问题、在上面的电路中、我已将 REFP 引脚直接连接到+5V 电压轨、AVCC 引脚也连接到该电压轨。 该电源轨的电压由 LM7805 稳压器生成（精度为+–4%）。 源信号（进入运算放大器）本身的误差为+–5mV（最大输入电压为 1.5V）。 在这种情况下、REFP 电压是否足够好、或者我是否需要  为 REFP 引脚单独设置一个高精度稳压器？  

    PS：所有相关节点都存在适当的筛选。

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    TI__Guru**** 2484615 points
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    您好、Roy、

    应该使用精密基准、而不是稳压电源电压。  在 1.5V 电压下、4%精确的基准电压会导致总电压误差为 1.5*4%、即+/–60mV 误差。  我建议使用 REF5040A 或 REF6141 等良好基准。

    此致、

    Keith

  • 0
    TI__Guru**** 2484615 points
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    尊敬的 Keith：

    我在板上有良好质量的 2.5V 基准电压、我   是否可以使用该基准并对 ADC 的 0V 至 5V 输入应用 2 倍输入范围？

    非常感谢您的意见。

  • 0
    TI__Guru**** 2484615 points
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    您好、M. Roy、

    是的、您可以使用 2.5V 基准、并启用 2X 输入范围以支持 0V 至 5V 输入。  在此模式下、您将获得 23b 代码（所有正代码，无负代码）。  

    使用 2.5V 基准的另一种选择是以伪差分配置进行连接。  在此模式下、将 2.5V 基准连接到 VREFP 引脚和 AINN 输入引脚。  现在、您将能够在 0V 至 5V 范围内进行测量、并利用 ADC 的整个 24b 代码范围。

    任一配置都能正常工作。

    此致、
    Keith