[参考译文] ADS1672：模拟输入单端电气特性

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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/897187/ads1672-analog-input-single-ended-electrical-characteristics

器件型号：ADS1672

您好！

我想知道模拟输入的单端电气特性是什么、因为数据表中仅指定了差分模式和共模的典型值。我想知道单端要求是什么。

具体而言、在我的设计中、基准电压 Vref 为+3V、模拟电源 AVDD 为+5V。我想知道其中一个输入(正极侧或负极侧)是否可以超过 Vref。由于在绝对最大额定值部分中有一条规定、"模拟 I/O 至 AGND"应介于-0.3V 和 AVDD+0.3V 之间、我可以说只要电压低于 AVDD、输入就会超过 Vref、而 Vref 只是差分压降的基准。但这只是一个猜测。我想知道它是否正确以及它是否会影响性能。

5 年多前

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2387830 points

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PPera、

对于 Vref = 3V 和 AVDD = 5V、您将具有以下输入范围：

线性响应范围=±Vref。 数字输出代码线性响应的输入电压范围为±Vref。它被标记为典型值、因为偏移、增益误差、INL 和 DNL 会导致该范围内的一些非常小的误差。这基本上是传递函数的范围(代码= 223 Vin_dif /Vref)。请参见下面的示例。

共模= 2.5V：(见25页、模拟输入部分)为了测量这个器件上的信号、共模电压必须保持在2.5V 的恒定值。这通常使用全差分放大器 FDA 来完成(请参阅图40)。这种类型的输入称为全差分输入。如果您不熟悉这种要求、我建议您查看 ADC 输入类型。此外、如果您不熟悉 FDA 放大器、请查看 FDA 放大器

绝对最大范围=-0.3V 至 AVDD+0.3V =-0.3V 至5.3V。 这是输入信号在不损坏器件的情况下可以移动的范围。因此、在您的示例中、器件输入范围可以为0V 至5.3V、而不会损坏器件、但除非输入处于器件的线性范围(±Vref)内、并且共模为2.5V、否则无法获得有效的输出数据。

示例：假设 Vref = 3V 且 Vcm = 2.5V、则进行代码转换

Vin = 2V

代码= 223 (2V)/(3V)= 5592405 = 0x55 54 F1

Vin =-2V

代码= 223 (-2V)/(3V)=-5592405 = 0xAA AB 0F

Vin = 3V

代码= 223 (3V)/(3V)= 8388608 =截断为8388607= 0x7F FF FF

注意：我们实际上无法读取3V、而是读取3V–1LSB

VIN =-3V

代码= 223 (-3V)/(3V)=-8388608 = 0x80 00

此计算的精度受 Vref 精度、偏移、INL 和 DNL 的影响。

绝对最大范围=-0.3V 至 AVDD+0.3V =-0.3V 至5.3V

我希望上述解释有所帮助。不要犹豫、提出后续问题。

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2387830 points

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艺术、

感谢您的快速回答！

我知道最好的解决方案是使用全差动 ADC 驱动器、实际上、这正是我们在其他项目中已经完成的工作、结果非常好。这次、我的主要目标是提高长期稳定性、即减少长期输出漂移。具体而言、我有兴趣将输出漂移保持在百万分率(PPM)以下。在测试了许多全差动 ADC 驱动器后、我发现它们都缺少该功能。输出在一周内漂移了数十/数百 ppm。我成功地通过设计具有少量运算放大器的定制前端来获得规格。借助此前端、我能够使输入处于正确的范围内。当然、输入共模电压既不恒定也不接近于2.5V、但这不是问题：精度非常好。现在我想增大输入范围、因为之前我没有利用整个满量程范围。如果我利用整个满量程范围、其中一个输入(P 或 N 侧)的电压可能大于 Vref。例如、当 Vref=3V 和 AVDD =5V 时、我可以具有以下输入：

AIN_P = 3.6V、AIN_N = 0.8V、这意味着 Vin_DIFF =(3.6 - 0.8)= 2.8V 且 VCM = 2.2V

因此、差分输入符合要求、因为它小于3V。我想知道这种情况、即 Vref < AIN_P < AVDD、是不是问题、还是换句话说、如果我不得不让 AIN_P < Vref。

此致、

Pietro

0 admin 5 年多前

TI__Guru**** 2387830 points

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Pietro、

根据您的意见、我认为您的 FDA 解决方案由于失调温度漂移而具有较差的"长期稳定性"。大多数 FDA 型器件针对交流特性进行了优化、但直流性能不佳(即低失调电压、温漂)。通常、术语"长期稳定性"是指器件性能随时间在固定温度下的变化。我不会期望 FDA 的实际长期稳定性优于放大器。不过、我看到您的观点、实际上会期望 FDA 上的漂移比大多数放大器更差。

2.运算放大器驱动电路是改善温度漂移的好解决方案。此外、我会确保您使用的任何电阻器都是低漂移精密电阻器。有一些放大器拓扑可用于生成全差分输入。请参阅 http://www.ti.com/lit/an/sbaa265/sbaa265.pdf 作为一个选项。您的原始信号输入是差分还是单端？最终、要满足该器件的数据表要求、您需要强制 VCM = 2.5V。如果您不这样做、则数据表中不会介绍您的性能。即使看起来它在您的初始实验室原型中正常工作、也不建议违反 VCM 的数据表规格。

3. 要直接回答您的问题，输入信号可以高于 Vref。实际上、如果您查看+3V 的满量程输入信号、Vinp = 2.5V +3V/2 = 4V、Vinn = 2.5V - 3V/2 = 1V。要验证、Vcm =(4V+1V)/2 = 2.5V。重点是、为了满足共模要求、输入电压需要大于 Vref。不过、正如我之前提到的、我不会使用这些信息来得出结论、您可以按原样使用您的电路、并违反共模规格。

4、有许多 ADC 没有这种共模要求、并且在所谓的"真正差分"模式下工作。也就是说、共模可从0V 变为 FSR。您可能需要考虑更改 ADC。请告诉我、如果您在选择具有真正差动操作的替代器件时需要帮助、请告诉我。

数据转换器（参考译文帖）

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