[参考译文] ADS8861：LMH32401和 ADS8861之间具有直接兼容性

您好 Keit、

非常感谢您发送的电子邮件、让我感到振奋。 你是我的救世主(-：

如果我告诉您、您发送的内容与我的设计完全相同、R10 = R20 = 10欧姆、未安装 R3/R4、且 C1 = 750nF、您就不会相信我。 我将遵守​​您提供的值。

我担心 ADS8861的采样率不够快、无法实现 LMH32401的全带宽。 但是、如果您向我确认这是可以的、我会放心的。 在任何情况下、您都是专家。

我借此机会向您询问有关 LMH32401数据表的说明、尤其是 VOCM、VOD 和 IDC_EN 引脚。 请告诉我这些引脚的角色、并告诉我​​必须根据具体情况设置的值。

始终依靠您的友好协作和响应、

此致。

Andrianirina、您好！  

是的、请继续并包含这些组件、以实现最大的灵活性。

但是、您在下面的陈述需要解决：

我担心 ADS8861的采样率 不够快、无法实现 LMH32401的全带宽。

您需要测量的信号带宽是多少？  ADS8861限制为1Msps、这将最大测量频率限制为500kHz。  此外、如果您希望频率信号高于500kHz、则转换后的读数会出现别名版本。  这可能需要更复杂的有源滤波器。  LMH32401的带宽为200-450MHz、具体取决于增益。  如果您需要测量高得多的频率、那么 ADS8861就不合适了、您需要查看采样率高得多的 ADC (Fsample=2*Finput)。  换句话说、如果您希望在450MHz 下支持 LMH32401的最大带宽、则需要大于1Gsps 的 ADC 采样率。

我不是 LMH32401的专家、但我可以提供一些指导。

VOCM；该引脚设置 ADC 输入所需的输出共模电压。  如果使用具有3V 基准的 ADS8861、则 VCOM 需要设置为1.5V 以满足 ADS8861输入要求。  如果使用高速 ADC (>100MSPS)、则1.2V 可能更合适、但确切的电压取决于您使用的 ADC。

VOD ； 该引脚在使用灌电流的光电二极管时添加失调电压。  它用于正确缩放 ADC 输入的信号。

IDC_EN ： 这是一个内部直流伺服环路、可抑制任何低频直流信号。  它实际上类似于光电二极管输入电流的高通滤波器、具有100kHz 的高通截止频率。

此致、
Keith

尊敬的 Keith、

尊敬的 X：

感谢您的回复。

采集频率最大为100KHz、因此我认为 ADS8861仅限于1Msps。 不是吗？ 如果是、我可以保留 LMH32401和 ADS8861。

请在 LMH32401数据表中向我说明一段内容、该段内容介绍了 ADC 输入要求以及 LMH32401的 VOCM 设置。

当您谈论具有3V 基准的 ADS8861时、您谈论的是哪个基准？ 此 ADS8861引脚1吗？

如果 ADS8861引脚1 (REF)为3.3V、应将 VOCM 设置为多少电压？

根据 VOCM 数据表、当保持断开状态时、默认设置为1.1V。 我是否能够使其保持开路或通过电容器将其连接到 GND？

由于光电二极管拾取的光强度会发生变化、因此我是否了解应根据光的不同向 VOD 端子施加不同的电压？

通过计算您的响应速度、

此致。

Andrianirina、您好！  

是的、由于您的最大输入频率为100kHz、因此 ADS8861可以轻松支持这一点、并且应与 LMH32401配合使用。  在本例中、您可能希望以1Msps 采样。

ADS8861的典型输入共模电压为 Vref/2。  如果使用3.3V 基准(引脚1)，则需要将其设置为1.65V。  ADS8861共模允许其在0V 至 Vref 之间变化、但要获得+/-3.3V 差分的满量程输入、您需要将其设置为1.65V。  有关更多详细信息、请参阅 ADS8861数据表中的表4和模拟输入讨论。

为了将 Vocm 设置为1.65V (在 ADS8861引脚1上使用3.3V 基准电压时)、您需要使用 Vref 的分压器和缓冲器将 LMH32401的引脚驱动为此电压。  查看 ADS8881 (18b 版本)的评估板、该评估板展示了如何设计基准以及 Vref/2=1.65V 电路。

https://www.ti.com/lit/ug/sbau281a/sbau281a.pdf

由于您的输入频率较低、为100kHz 或更低、因此您不希望使用 IDC_EN 功能。  关于 VOD、这取决于光电二极管的细节。  仅在光电二极管灌入电流时使用。  假设这是您的设置、那么具体值取决于您要捕获的光电二极管的输出电流范围、增益设置以及 ADC 使用的基准电压。

此致、
Keith

尊敬的 Keith、

再次感谢您的快速响应以及您宝贵的详细信息和澄清。

我是否能够通过以下电路获得 Vref / 2 = 1.65V？ 请注意、VREF = 3.3V、AVDD = 5V。

我用红色问号标记的组件是什么？它的价值是什么？

我想按照 LMH32401数据表(第一页和第7.2节)中的图表进行操作、这就是我选择吸收电流的光电二极管的原因。 VOD 的具体值为何取决于我的光电二极管的输出电流范围、以及 ADC 使用的增益设置和基准电压？ 在实践中、如果我要使用光电二极管捕获350nm 至110nm 波长范围内的不同类型的光、如何确定该值？ 您能给我一个计算示例吗？
为什么不能直接将 VOD 放在 GND 上？

最后、能否将 IDC_EN 设置为 GND？

我恳请你回答我的问题，因为我计划在这个周末工作，以完成工作。
始终依靠您的常用协作和响应速度、

此致。

尊敬的 Keith、

再次感谢您的快速响应以及您宝贵的详细信息和澄清。

我是否可以通过随附的 filee2e.ti.com/.../Circuit.docx 获取 Vref / 2 = 1.65V？ 请注意、VREF = 3.3V、AVDD = 5V。

我用红色问号标记的组件是什么？它的价值是什么？

我想按照 LMH32401数据表(第一页和第7.2节)中的图表进行操作、这就是我选择吸收电流的光电二极管的原因。 VOD 的具体值为何取决于我的光电二极管的输出电流范围、以及 ADC 使用的增益设置和基准电压？ 在实践中、如果知道我要使用光电二极管捕获350 - 110nm 波长范围内的不同类型的光、如何确定该值？ 您能给我一个计算示例吗？
为什么不能直接将 VOD 放在 GND 上？

最后、能否将 IDC_EN 设置为 GND？

我恳请你回答我的问题，因为我计划在这个周末工作，以完成工作。
始终依靠您的常用协作和响应速度、

此致。

Andrianirina、您好！  

关于您的附加电路、DNP 表示未组装。  该电阻器未安装在正常板上、如果未安装放大器 U4、则为可选。  为了生成 Vref/2=1.65V、R23和 R21应设置为10kOhm。

关于 VOD 的使用、请查看 LMH32401数据表中的图39和40。  为了调节 ADS8861的电压范围、应使用以下设置。

 1.使用 Vref=3V。  这是 Vref 的最低值、可用于从3.3V 电压为输入放大器 LMH32401供电、无需额外的输入保护。

2. Vref/2=1.5V。  在本例中、使用1.5V 电压驱动 LMH32401的 VOCM 引脚。

使用 灌电流的光电二极管时、有两个可用的增益：2k 或20k。  这意味着您可以适应0uA->75uA 或0uA->750uA 的满量程输入电流范围。  由于内部偏置电压、这些似乎是 LMH32401内部的限制。

4. 为了最大限度地扩大可用范围，请根据图39和40将 VOD 设置为0.75V。

5. 您不想使用 IDC 功能，因为您的最大输入频率为100kHz。  在这种情况下、IDE_EN 需要连接到 VDD=3.3V。

请注意、由于 LMH32401输出的限制、最大输出电压摆幅为1.5Vpp (+/-0.75V 差分)。  由于 ADS8861的基准需要设置为3V、因此您只能使用其总范围的1/4。  实际上、您的16b ADC 现在仅提供14b 分辨率。

从带宽(和功率)的角度来看、LMH32401远高于所需值。  您可能需要考虑构建自己的前端跨阻放大器、然后将其连接到单端 ADC 的输入端、例如 ADS8860 (ADS8861的单端版本)。  以下参考设计将提供更大的灵活性、并可轻松支持100kHz。

https://www.ti.com/lit/ug/tidu535/tidu535.pdf

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads8860.pdf (有关建议的输入放大器和基准、请参阅图63)

此致、
Keith

尊敬的 Keith、

我感谢你的回答和解释。

我知道、要获得 Vref / 2、必须将 R23和 R21设置为10kOhm。 但我仍然不明白是否应该安装标记为 DNP 的电阻器 R15。 如果我必须安装它、它的价值是什么？ 那么、如果我不安装它、我应该移除这个链接吗？

为了让我了解​​您建议我的紧张关系的值、请参阅随附的我的设计版本0、我请您：

   •如果您批准、请告诉我、如果不批准、请查看。 请注意、我正在使用的光电二极管是 PHOTONIX P / N 的光电二极管：PDB-C156、我正在考虑使用–VBIAS =-5V 将其进行负极化(电压电平稍高以最大限度地减小其容量)。
   •指定​​电压 V0、V1、V2、V3、V4、 V0D 和 VREF。 为供您参考、我已将其全部设置为3.3V、连接到 GND 的 VOD 除外。
   •在最大输入频率超过100kHz 时、我将 IDC_EN 连接到 GND、知道我将能够达到500kHz 的最大值。

由于 VREF 需要尽可能稳定并且噪声尽可能小、因此根据 ADS8861数据表中的内容、我建议您向我发送一个现成的电路、以便我可以获得 VREF 电压。 另请加入允许我从 VREF 获得 VREF/2的电路。

最后，我实际上考虑了构建自己的前端 TIA，然后将其连接到非对称 ADC 的输入，但正是这些规格要求我选择差动 TIA 和差动 ADC。

始终依靠您宝贵的帮助、他会帮我省力、希望在几个小时内收到您的答案、

此致。

您好、Keith、

再次感谢您的回答。

我还有两个最后问题，一个是澄清问题，一个是建议问题。

问题：

我知道、要使用我的 ADC (ADS8861)的整个范围、我需要将 Vocm 设置为 Vref / 2 (此处为1.65V)、并将全差分输出从-Vref 设置为+ Vref。 由于 LMH32401的差分输出范围不是那么高、是否没有问题？ 如果这真的是一个问题、为了充分利用我的 ATI (LMH32401)、我是否可以将 Vocm 引脚设置为1.1V？

您能否从 LMH32401数据表第7.3.4节的公式1或其他理由中向我解释如何获得建议用于 VOD 的0.75V 电压值？

2.要求澄清：

通过移除 R15、我还移除了器件 OPA33的输入和输出之间的链路。 是真的吗？
通过移除 R24、我应该将 REF6033器件的 SS 端子连接到 GND 还是将其保持开路？

3.征求意见：

在我的项目中、我将使用光电二极管来检测350至1100nm 波长范围内的光、同时保持相同的电路。 您能否建议使用与我已经选择的 TIA 和 ADC 兼容的光电二极管？

最后、我想通知您、我已经设计了几个比我的项目所需的电路(电源等)复杂度更低的电路、并且我一直使用它的器件、因为我对它们感到满意。 这就是为什么我不断向您提出问题、以便我仍然可以选择 IT 设备。

始终依靠您的常用协作和快速响应、

此致。

您好、Keith、

如果您尚未收到该电子邮件、我将重新发送该电子邮件。

再次感谢您的回答。

我还有两个最后问题，一个是澄清问题，一个是建议问题。

问题：

我知道、要使用我的 ADC (ADS8861)的整个范围、我需要将 Vocm 设置为 Vref / 2 (此处为1.65V)、并将全差分输出从-Vref 设置为+ Vref。  由于 LMH32401的差分输出范围 不是那么高、是否没有问题？ 如果这真的是一个问题、为了充分利用我的 ATI (LMH32401)、我是否可以将 Vocm 引脚设置为1.1V？

您能否从 LMH32401 数据表第7.3.4节的公式1或其他理由中向我解释如何获得建议用于 VOD 的0.75V 电压值？

2.要求澄清：

通过移除 R15、我还移除了器件 OPA33的输入和输出之间的链路。 是真的吗？
通过移除 R24、我应该将 REF6033 器件的 SS 端子连接到 GND 还是将其保持开路？

3.征求意见：

在我的项目中、我将使用光电二极管来检测350至1100nm 波长范围内的光、同时保持相同的电路。 您能否建议使用与我已经选择的 TIA 和 ADC 兼容的光电二极管？

最后、我想通知您、我已经设计了几个比我的项目所需的电路(电源等)复杂度更低的电路、并且我一直使用它的器件、因为我对它们感到满意。 这就是为什么我不断向您提出问题、以便我仍然可以选择 IT 设备。

始终依靠您的常用协作和快速响应、

此致。

您好！

LMH32401的输出引脚的最大电压限制为0.39V 至2.87V  将 VOCM 设置为1.65V 可实现最大摆幅。

VOCM 和 VOD 的组合可能会有所不同。  但是、保持一切居中(VOCM=1.65V、VOD=0.75V)可提供最大裕度。

数据表中的公式1考虑了输出电阻(20 Ω)和标称负载电阻(100 Ω)。  换言之、当 VOD = 0.75V 且 RL=100时、VOD 引脚上的增益被调整为提供0.75V 的输出偏移。  如果 RL 的值与100欧姆不同、则可以使用此公式计算适当的 VOD 值以获得所需的输出偏移。

对于第二个问题、是的、只需从原理图中删除 R15电阻器即可。  (无组件或连接) 对于 R24、将 SS 端子 REF6033悬空或无连接。

以下公式有助于更好地了解光电二极管的输入电流、输出电压和 VOD 之间的关系。

空载 Vdiff：无外部负载时的差分输出电压(RL =无穷大)

Vdiff 负载： 带有外部负载电阻器 RL 的差分输出电压。

IPD：光电二极管电流

G：增益、2k 或20k

Vodiff 卸载=1.2*G*IPD+1.2*VOD

Vodiff－loaded = rl/(rl+20)*1.2*G*IPD + rl/(rl+20)*1.2*VOD

如果 RL = 100 Ω、则 Vdiff 负载可简化为：

Vodiff 负载= 100/(100+20)* 2.4*G*IPD + 100/(100+20)*1.2*VOD = G*IPD + VOD

关于您的光电二极管问题、我无法就此提供任何建议。  我建议您与光电二极管制造商联系、以获得有关此主题的帮助。

此致、
Keith

您好！

感谢您的回答和解释。

关于 REF6033器件的 SS 引脚、其数据表将其定义为短路电流限制引脚、并建议将其连接到电阻器以设置输出短路电流限制、否则将其连接到 VIN 引脚以实现最高电流限制。 如果保持打开状态是否正常？

我了解您的 Vodiff 负载方程= RL /(RL + 20)* 1.2 * G * IPD + RL /(RL + 20)* 1.2 * VOD。 在本例中、由于我们将 ADS8861作为负载、RL 的值是多少？ 您为什么说 VOD = 0.75V 是正确的值？

我很抱歉向您提出所有这些问题、因为我想理解。

感谢您对我的耐心等待。

此致。

尊敬的 Keith、

继续我之前的电子邮件。

根据他的数据表、通过在 SS 引脚上连接一个电阻器(RSS)来调节 REF60xx 系列器件的短路电流限制(ISC)。 REF60xx 器件拉电流时的短路电流限值可使用公式4计算得出。

此外、使用公式5计算 REF60xx 器件灌电流时的短路电流限制。

最后、REF60xx 的建议输出电流还取决于连接到 SS 引脚的电阻器。 公式6给出了 REF6025、REF6030、REF6033和 REF6041的建议输出电流(拉电流和灌电流)。

因此、除非我弄错了、否则我们无法将 SS 引脚保持断开状态。 如果我错了、请纠正我的问题、并向我解释原因。

如果可能、请立即回答我的问题。

此致。

Andrianirina、您好！  

很棒的地方！  您对 REF60xx 系列正确无误。  该引脚确实需要一个电阻器；该电阻器的典型值为120kOhm。

关于 VOD、G = 20k 时的最大输入电流范围为0uA 至75uA。  这将转换为0V 至1.5V 的输出差分电压(外部 RL=100欧姆)。  ADS8861的输入范围为+/-Vref，因此一般而言，您可以将差分电压设置为零伏，即1/2*输入范围。  在本例中，1/2*1.5V=0.75V。

但是、由于 ADS8861的输入范围将为+/-3.3V、因此您可以将 VOD 接地、VOD=0V、然后输出差分电压范围将为0V 至1.5V、这仍在 ADS8861输入电压范围内。  LMH32401上的最小输出电压约为0.4V。  这会将最小 VOCM 电压设置为 VOCM=1.5/2+0.4=1.15V。

此致、
Keith

尊敬的 Keith、

我还不厌倦向你表示感谢。

总之、我因此将 LMH32401的 VOD 引脚连接到 GND、并在 VCOM 引脚上施加(Vref / 2)= 3.3V/2 = 1.65V 的电压。 我是对的吗？

感谢您今天对我的回答。

此致。

Andrianirina、您好！  

是的、对于您的用例、这将起作用。  VOD = 0V、VOCM = 1.65V。

此致、
Keith

尊敬的 Keith、

我将再次与您确认我们的决定。

不将 VOD 连接到 GND 会将 LMH32401生成的输出降低到一半吗？

如果我没有弄错、如果我们保持 VOD 引脚断开、器件将在内部为 VOD 引脚提供510mV 电压。 为什么不将其 VOD 保持断开状态？

为什么您放弃将 VOD 连接到0.75V 的电压？

最后、与 LMH32401的输出电平相比、您是否确定 VOCM = VREF/2 = 1.65V 不是过高？ 因此、与 VCOM 保持开路相比、这更好、在这种情况下、默认值为1.1V？

请尽快告诉我。

非常感谢。

Andrianirina、您好！  

由于您使用的 ADS8861的满量程输入范围不到1/4 (6.6Vpp 满量程输入)、且 LMH32401的输出限制为1.5Vpp、因此您可以在何处设置 VOCM 和 VOD 选择多种选项。

在任何情况下、如果您希望在"中间"中设置所有内容、其中具有最大裕度、则将 VOCM 设置为1.65V (针对 ADS8861输入范围进行了优化)并将 VOD 设置为0.75V (针对 LMH32401内部偏置点进行了优化)将实现这一点。

此致、
Keith

您好、Keith、

感谢你的答复。

因此、您建议我总结一下、使 VOCM = 1.65V、VOD = 0.75V？ 请告诉我。

请原谅我、为什么 VOD 的这个0.75V 值呢？ 该值来自哪里？

如果可能、请立即回答我的问题。

此致。

尊敬的 Keith、

总之、您建议我 VOD = 0.75V、VOCM = 1.65V。 没错吗？

感谢您向我解释如何将 VOD 固定为0.75V、因为我不理解。

今晚的回复也在继续。

此致。

Andrianirina、您好！  

是的、没错。  尽管您可以通过任何一种方式进行设计、但我始终尝试尽可能以最大的裕度进行设计。

此致、
Keith

您好、Keith、

您在其中一条消息中写道：关于 VOD、G=20k 时的最大输入电流范围为0uA 至75uA。  这将转换为0V 至1.5V 的输出差分电压(外部 RL=100欧姆)。   ADS8861的输入范围 为+/-Vref，因此一般而言，您可以将差分电压设置为零伏，即1/2*输入范围。  在本例中，1/2*1.5V=0.75V。

因此、对于负载 RL = 100欧姆、VOD = 0.75V。

在我的情况下、我的等效负载是多少、因为它(RL)肯定会与100欧姆不同？

在该等效负载下、VOD = 0.75V 是否仍然正确？

如果可能、请在今天早上回答我。

此致。

Andrianirina、您好！  

请参阅 LMH32401数据表中的公式1。  

例如、如果 RL=1000欧姆、所需的 VOD =0.75V、则：

0.75=1.2*VOD*(1000/(1000+20))

施加到引脚9上的 VOD = 0.6375V 将导致0.75V 的输出失调电压。

此致、
Keith

尊敬的 Keith、

忘记我之前的问题。 我的实际问题如下：在我的案例中、我不知道 RL、因为它是由安装在 LMH32401之后的电路(R、L)和 ADC 形成的。 当 RL 与100欧姆不同时、如何从该公式获得 VOD 值= 0.75V 以应用于 LMH32401的引脚9？ 我的应用是否会固定0.75V 值、或者是否可能需要更改它？

此致。

Andrianirina、您好！  

我们希望在0.75V 的输出上实现偏移。  对于 ADS8861、我认为您不需要附加负载(RL)电阻器。  在这种情况下、施加到 VOD 引脚的电压将具有1.2的增益。   

为了在输出引脚上获得0.75V 偏移、VOD 应设置为：

VOD=0.75V/1.2=0.625V。

此致、
Keith