工具/软件：
尊敬的团队：
在我的电路板中、我计划将 ADC IC ADS127L18 和 ADS127L14 用于我的应用。
您能提出可用于这些 ADC IC 的输出放大器吗？
此外、这里还提供了针对我的应用的任何其他建议。
我需要一款适用于医疗应用、采样速率为 256KSPS、24 位分辨率 ADC 的 4 或 8 通道 ADC。
有没有任何具体的建议可以消除噪声以改善信号完整性？
此致、
Abhishek
您好 Abhishek、
有多个放大器适合用于驱动 ADC 输入。 THS4551 和 THS4561 是理想选择、尤其是在输入信号频率大于 20kHz 时。 如果低频噪声和直流精度很重要、THP210 是另一个理想选择。 这些放大器均为全差分放大器、可由 5V 单电源供电、THS4551 和 THS4561 的输入阻抗典型值约为 1k Ω、THP210 的输入阻抗典型值约为 10k Ω。
ADS127L18 评估板使用 THS4551、可用作参考设计。 有关更多详细信息、请参阅 ADS127L18EVM 用户指南。
https://www.ti.com/lit/ug/sbau435/sbau435.pdf
如果需要高输入阻抗、也可以考虑使用 INA851 或 PGA855。 这些放大器是高输入阻抗仪表放大器、但需要高于 5V 的电源电压。 如果您的系统将使用+/–5V 至+/–15V 的电源轨作为输入信号链、那么这些放大器中的任何一个都是不错的选择。
对于低噪声设计、我们建议使用实心接地层、将数字信号和模拟信号在电路板的不同区域进行分离。 您可以将 EVM 布局视为实现低噪声的电路板布局和布线的良好指南。 此外、为了实现低噪声、必须将电源旁路电容器尽可能靠近 ADC 封装放置。 数据表的 EVM 和应用部分提供了良好的布局建议。
此致、
Keith Nicholas
精密 ADC 应用
尊敬的 Keith：
感谢您的答复。
在我的电路板中、我使用信号混频器将输出到输出放大器、一个缓冲器、然后输出到 ADC IC。
您已经建议 ADC IC ADS127L18 具有输入放大器。
除了建议的 ADC IC 输入放大器之外、这些输出放大器和输出缓冲器是否有任何额外的需求。
您还可以为这些器件提供器件型号建议。
此致、
Abhishek
您好 Abhishek、
1. 对于未使用的通道、可以将输入 AINPn 和 AINNn 接地 、或连接到 AVSS 至 AVDD 范围内的任何电压。 您应通过设置 CHn_CFG2 寄存器中的 CHn_PWDN 位来关闭这些通道。
2. 可以、可以通过将 AINNn 引脚连接到 AVSS、在单端配置中使用 ADC。 您还可以通过将 AINNn 引脚连接到 (AVDD-AVSS)/2、在伪差分配置中使用 ADC。
3. 如果使用 AD630、该设备可在+/–15V 电源下工作。 我建议您使用双极+/–2.5V 电源运行 ADS127L18（可以使用线性稳压器从 AD630 上使用的+/–15V 电源生成+/–2.5V 电压）。 在此配置中、1/2 Vs 电压只是将接地、可以将 AINNn 输入直接接地。 然后、AINPn 输入将具有–2.5V 至+2.5V 的满量程输入范围。
另一种可能的选择是直接对输入信号进行采样；ADS127L18 在以 400kSPS 的速率进行采样时支持 175kHz 输入带宽。 然后就可以在数字域中执行所有信号处理。 这种方法可以省去多个模拟元件、包括混频器和本地振荡器。
此致、
Keith
您好 Abhishek、
如果使用 THS4551、则将差分输出连接到 ADS127L18 的差分输入。 只需将负输入接地、THS4551 即可用于将单端输出转换为差分输出。
请查看这份简短的应用手册、其中介绍了其工作原理。
https://www.ti.com/lit/an/sbaa246b/sbaa246b.pdf
此致、
Keith
您好 Abhishek、
是的、ADC 可以使用 START 引脚与外部事件同步。 为了在电路板上的多个器件之间保持同步、所有器件都需要使用通用时钟源、包括 ADC、DAC 和 FPGA。
此致、
Keith
尊敬的 Keith：
感谢您的确认。
我的 ADC 要求是输入范围+/–4V 满量程、1000 Ω 输入阻抗。
在 ADS127L18 和 ADS127L14 的数据表中、Vref 电压为+/–2.5V。
数据表中还提到了支持 2 倍输入范围。
我是否要使用下面突出显示的“Voltage Reference“
我可以将 IC ADS127L18 和 ADS127L14 用于我的目的吗？
此外、在上述输入范围内、我的输入将是单端输入、我的应用工作所需的电压是多少
应根据我的要求选择上述哪种配置。
另外、应该为 REFP 和 REFN 引脚提供哪些电压。
此致、
Abhishek
您好 Abhishek、
由于您将有一个电压为–4V 至+4V 的单端输出、我建议使用配置为单端转差分输出的 THS4551 放大器、并将电压基准从 2.5V 更改为 4.096V。 (REFP=4.096V、REFN = GND)
如果使用评估板、请将 REF6225 (U6) 替换为 REF6241。 对于每个输入通道、请将负输入接地。 然后、这会使用单极电源配置将正输入端的+/–4V 输入转换为 ADC 处的差分输入。
AVDD1 = AVDD2 =+5V
IOVDD =+1.8V
AVSS = DGND = GND
此致、
Keith
尊敬的 Keith：
ADC 或 ADC 输入放大器的输入将是单端信号。
在数据表中提到 AVDD1 连接到 5V、AVSS 连接到 GND、Vref 将为 4.095V
如果 AVSS 连接到–2.5V、则 Vref 将+/–2.5V、如果是双极信号、那么对于单极信号、AVSS 连接到 GND。
单端信号可以是单极或右双极。
所以我们为什么需要如您所述将 AVSS 连接到 GND。
我所需的输入范围+/–4V。
此外、
我计划使用一个 8 通道 ADC 和两个 4 通道 ADC。
除了输出 DOUT 之外、我可以将相同的信号提供给 3 个 ADC IC、例如、我的意思是、我是否可以将相同的 SCLK 或 SDI、或者将 3 个 ADC 的启动或错误信号提供给 FPGA 的同一引脚。
此致、
Abhishek
您好 Abhishek、
当使用 AVDD1=5V 和 AVSS=GND 时、THS4551 会适当地将+/–4V 双极输入电压电平转换为 ADC 输入端所需的差分电压。
ADS127L14、ADS127L18 同时需要一个用于器件配置（或具有功能子集的引脚编程模式）的 SPI 端口和一个单独的同步数据端口。
对于 SPI 配置端口、您可以将信号以菊花链形式连接、总共 4 个连接到 FPGA 数据表中的图 7-50 显示了 2 个器件的示例、但您可以根据需要将其扩展到尽可能多的器件（本例中为 3 个）。
数据端口可以通过菊花链方式连接、但会根据通道总数限制可支持的最大数据速率。 您在原始帖子中提到过、您希望以 256ksps 的速率运行。 在此数据速率下总共 16 个通道时、至少需要 4 个 DOUT 数据通路、2 个用于 ADS127L14、2 个用于单个 ADS127L18。
对于 ADS127L18、您可以使用 TDM 模式 01b、这会在 DOUT0 上封装通道 0..3、在 DOUT1 上封装通道 4...7。
对于 2 个 ADS127L14、您可以使用另外 2 个数据通路和 TDM 模式将这些部件以菊花链方式连接在一起 10b：
数据端口的连接总数（不包括 SPI 的 4 个连接）将为 8、包括公共时钟。 ADS127L14 和 ADS127L18 会生成帧时钟 (FSYNC) 和数据时钟 (DCLK)。 但是、当使用 START 引脚同步所有 ADC 时、只需一对这些信号即可路由回 FPGA。
此外、为了使多个 ADC 正确同步、START 上升沿必须与 CLK 下降沿对齐。 如果 FPGA 和 ADC 时钟使用相同的时钟源、这通常很容易满足此要求。 如果这是两个不同的时钟域、则起始边沿需要使用以下电路与 ADC 时钟对齐：
此致、
Keith
尊敬的 Keith：
我计划在我的应用中使用三个 ADC IC。
是否可以对 3 个 ADC 使用相同的电压基准 IC、或者需要为所有 3 个 ADC 提供单独的 IC。
此致、
Abhishek
尊敬的 Keith：
在所附方框图中、使用了两个放大器、一个在混频器 IC 的输出端、另一个在 ADC 输入端。 能否使用单个放大器（ADC 输入放大器）来实现这一目的、而不是使用两个单独的放大器？
请确认相同内容。
此外、
在之前的对话中、您提到 ADC 将支持我所需的+/–4V 输入范围。
ADC 的输入电压范围取决于 REFP 和 REFN 电压？
毫无疑问、如果使用 REF 电压来选择 ADC 的输入电压范围、则 REFP 和 REFN 需要分别为+4V 和–4V。
在 IC 数据表中、提到 REFN 的最小电压为 AVSS-0.3、AVSS 最小电压–3V。 根据此 REFN、最大值为–3 (AVSS)–0.3 3.3V、然后、ADC 将如何获取–4V 输入。
请对此进行澄清。
此致、
Abhishek
您好 Abhishek、
基准缓冲器是通过软件写入 GEN_CFG1 寄存器来启用的。 是的、AD630 应能够直接驱动 THS4551 输入；不需要额外的放大器。
THS4551 输入放大器会将双极+/–4V 信号电平转换为 ADC 的正确输入电平。
Vsine 输入：
ADC 输入（THS4551 输出）：
此致、
Keith
尊敬的 Abhishek：
是的、THS4551 的输入将需要–4V 至+4V、并在 ADC 输入端对其进行电平转换至适当的电压范围。 (VDIFF=AINP-AINN)
–4V VDIFF： AINP = 0.5V、AINN = 4.5V
+4V VDIFF： AINP = 4.5V、AINN = 0.5V
此致、
Keith
