[参考译文] ADS131E04：单端输入和输入电压范围

Marco、

如果您将增益设置为1、则模拟输入范围(其中 AINP 和 AINN 可为)为 AVSS+0.3V 至 AVDD-0.3V。 但是、您能够测量的最大信号是 AINP-AINN = 2.4V。 在 AVDD=3.3V 和 AVSS=0V 的情况下、您可以测量0.3V 至2.7V、也可以测量0.6V 至3.0V。 输入是差分的、因此如果 AINN 高于 AINP、则会有一个负 ADC 读数。

由于 PGA 的性质、范围随增益而变化。 通常、我们将其描述为输入共模范围(请参阅 ADS131E04数据表的第23页)。 它使用一个公式来描述范围、如下所示：

描述有点复杂的原因是、有一些因素限制了输入范围、以确保 PGA 正常运行。 PGA 基本上看起来像 INA 的前端、也显示在数据表中：

首先、由于运算放大器本身、PGA 具有限制。 PGA 的输出不会在任何电源轨(AVDD 或 AVSS)的0.3V 范围内达到。 在增益为1时、PGA 无法缓冲接近任一电源的输入。 当增益不为1时、限制 PGA 的因素是输入和输出共模信号必须相同。 这通常在具有高增益的 PGA 中可见。 当输出较大时、输入必须小得多。 如果输入共模电压和输出共模电压相同、且输出较大、则输入限制为保持在 PGA 的1/2 Vs 点附近。 对于该数据表、我们没有显示该图的图、但我从 ADS124S0x 数据表中得到了该图：

其结构与之相似、但 PGA 输出更接近电源轨。

对于您的应用、您可以使用不具有此 PGA 限制的其他 ADC。 ADS131M04是一款类似的器件、可放大输入、但没有传统的 PGA 增益、也没有这种限制。

另一种选择是将此器件与双极电源配合使用。 这样、您就可以使用+/-2.5V 电源来操作器件。 这样、您就可以将负输入接地、并能够在此处进行测量。

最后一个选项是构建一些电路、以便将输入转换为正确的共模输入电平。 如果您使用的是全差分放大器、则可以将输入共模点设置为2.5V 并获得全差分输出信号。

吴约瑟

Marko、

ADS131M04的 PGA 类型与 ADS131E04不同。 ADS131M04使用电容调节来实现采样增益。 因此、它没有与 ADS131E04相同的共模输入范围限制。

对于 ADS131M04、您只需使用分压器对输入进行分压即可将输入设置为0至1.2V。 您会将可用范围(负输入)的一半丢弃、但实际上、这可能更容易实现。 这还可以减少任何电平转换电路中可能存在的偏移和漂移问题。

不过、我要注意的是、ADS131M04的输入阻抗仅为300k Ω。 对于分压器、您需要使用小电阻器或 ADC 的输入阻抗来加载电阻分压器(例如、如果您使用两个10k 电阻器来分压电压、则视在10k Ω 电阻器的变化量为多少？ 大约为3.2%)。

您不必担心输入的共模电压变化、但可能需要担心 ADC 的输入阻抗。

吴约瑟