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[参考译文] ADS131M08:已检查电路设计

Guru**** 1646690 points
Other Parts Discussed in Thread: REF3333, ADS131M08, ADS131E08, ADS1278, OPA350, REF5020, REF1930
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https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/931063/ads131m08-circuit-design-checked

器件型号:ADS131M08
主题中讨论的其他器件:REF3333ADS131E08ADS1278OPA350REF5020REF1930

尊敬的:

您能否检查并确认原理图?

1) 1)我们的每个 ADC 通道输入变化高达+/-2.8V 正弦波。

2) 2)我们使用 REF3333 Ic.ca应用外部 Vref +3.3V、我们测量 +/-2.8V 正弦波。 电压。

3) 3)我们是否需要-3.3V 至 AGND 来测量 0至-2.8V。

e2e.ti.com/.../Sheet6_2C00_-Analogue-Section_2D00_3.PDF

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    Rohit6230、


    此时、输入太大、ADC 无法测量。 首先、这里是数据表第6.3节中建议运行条件的一个剪辑:

    首先、ADC 的绝对输入范围仅从 AVDD 变为 AGND-1.3V。 ADC 不会在输入电压为-2.8V 时运行。 再说一次、它达到的最低电压为-1.3V。

    此外、电压基准范围为1.1V 至1.3V (标称电压为1.25V)。 因此、您选择的3.3V 基准不在工作范围内。 我会注意到、如果基准电压为1.25V、则输入范围将仅为±1.25V。 同样、除非对输入信号进行分频、衰减和电平位移、否则您将无法测量±2.8V 的输入信号。

    我还有一些关于为电源使用1uF 去耦电容器、为 CAP 引脚使用220nF 电容器以及为 AGND 和 DVDD 使用公共接地(使用单个平面作为接地)的评论。 但是、ADC 的输入范围是您目前面临的一个重大问题。


    吴约瑟

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    尊敬的 Joseph:

    这意味着、如果施加1.25V Vref、我只能测量高达+/- 1.25V 的电压。

    如数据表中所述、ADC 会达到 AVDD 至 AGND 1.3V、这意味着如果我的 AVDD 为3.3V、那么如果 ADC 输入通道上的正弦波介于3V 至-1.3V 之间、我能否测量该正弦波。 此外、在本例中、我应该保持 Vref 引脚状态的条件是什么。

    第二个条件是、我可以在 ADC 通道上测量0-3V 电压。 如果是、 在这种情况下、我应该保持 Vref 引脚的状态。

    您能不能说具有同步输出的 TI 8通道 ADC 在0至3V 电压下工作吗?

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    Rohit6230、


    对于 ADS131M08、最大基准输入为1.3V、因此无法测量大于±1.3V 的信号、除非您在器件输入端使用某种衰减电路。

    虽然 ADS131M08的绝对输入范围确实包括 GND-1.3V 至 AVDD、这意味着 AINP 或 AINN 都可以处于这些电压、但您可以测量的最大差分信号为1.3V。 (基本上 AINN=-1.3V 和 AINP=0V;或者 AINP=3.3V 和 AINN=2.0V)。 绝对输入范围不同于测量的满量程。

    对于测量、您可以设置伪差分输入、其中可以使用 AINN=0V、然后使 AINP=±1.25V。 此外、您还可以使用一些 AVDD 中点、以便 AINN=1.65V、AINP 在0.4V 至2.90V 之间变化(这种情况下、输入测量值为±1.25V)。

    但是、如果两种输入设置都不起作用、那么我只能想到另外几种具有8个通道且正在同时采样的器件、我将首先查看 ADS131E08。 该器件的基准电压可一直扩展到 AVDD。 我要注意的是、绝对输入电压不会扩展到 AVSS (假设的接地节点)以下。 我不知道许多器件、它们的输入通过单极电源扩展到低于接地。

    唯一可以工作的其他器件是 ADS1278。 这是一款速度更快的器件、但其数字滤波器会缩短测量延迟。 我会注意到、该器件需要5V 电源。


    吴约瑟

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    尊敬的 Joseph:

    非常感谢您的回答。

    我已经使用 ADS131E08更新了我的设计。 请检查并确认设计是否可以读取0至3V 之间的 ADC 输入。 Vref 为3.3V

    e2e.ti.com/.../Sheet2.PDF

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    Rohit6230、

    ADS131E08是一款64引脚 TQFP 器件、而 ADS131M08是一款32引脚 TQFP 器件。 因此、引脚映射完全错误。 这两个器件不是引脚对引脚兼容的。 首先、我希望您更正您的原理图以正确映射引脚、然后我将查看原理图。


    吴约瑟

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    Rohit6230、


    一个有用的来源可能是查阅《ADS131E08EVM 用户指南》并查看原理图。 它将显示连接了多少器件。  

    此外、您还没有提到您要测量的是什么。 稍后我查看您的原理图时、可能会有所帮助。 看看您现在连接的器件、AINN 引脚接地。 我假设您的测量将是单端测量、AINP 引脚将从0V 变为3V?

    吴约瑟

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    尊敬的 Joseph:

    非常感谢您的更新、请查找更新的原理图 pdf

    请考虑以下要点。

    1)我们的模拟峰峰值信号最大值为3.0V、通常我们将直接通过 ADC 测量0至3.0V 的信号、在这种情况下、我们将保持 R11电阻器开路、并将 R15与零欧姆电阻器短接。 为此、我们将使用外部 Vref 3.3V。

    2)我们计划使用内部时钟

    请检查并确认导航。

    e2e.ti.com/.../Sheet3_2D00_1.PDF

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    Rohit6230、


    我已经浏览过原理图、并有一些意见。

    首先、查找连接到 VCAP1的 C17。 建议此电容为22uF、目前您有两个并联的1uF 电容器。 您希望将其增加到适当的电容。

    您的负输入看起来是使用分压器设置的。 这是可以的、因为器件的输入阻抗相当高、但如果确切的分压器值很重要或该电压的漂移很重要、您可能需要使用一些精密电阻器。

    您需要确保 AGND 和 DGND 直接相连。 一般而言、我认为最好使用连接 AGND 和 DGND 的单个连续接地层。 您可以将它们分开、但我们发现使用单个平面更容易。 如果您将 EVM 视为指南、它们确实具有单独的接地端、但这是为了适应同一电路板上的双极和单极电源。

    通常、我们在前端使用 RC 差分和共模滤波 对于差分滤波、我们通常使用10倍数据速率的带宽。 对于共模滤波、我们将使用比差分滤波高10x-20倍的带宽。

    对于基准和电源、我看到您使用了一些(大概是铁氧体磁珠类型)电感器。 一般而言、我不会使用电感器、因为会有数字电流、这些电流会有一些周期性峰值电流。 当 L (di/dt)如此高时、这也会导致电压周期性地尖峰。 通常、对于电源、我们建议仅使用电容器作为电源旁路。 除非 LDO 和参考数据表推荐了电感器、否则我也不会在那里使用它们。

    对于基准、如果您需要精密性能、我可能会考虑使用较低噪声的基准。 REF3333的噪声高于《ADS131E08EVM 用户指南》中提到的 REF50xx。 此外、用户指南中还提供了一个将 OPA350用作基准缓冲器的位置。 REF3333的典型噪声为92uVpp、对于24位 ADC 而言、这是相当高的。 该噪声量与大约15uVrms 的噪声量大致相同。 如果在输入测量中反映了这一量的噪声、则可能仅从基准噪声贡献中获得了大约17位的有效分辨率。


    吴约瑟

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    尊敬的 Joseph:

    请在新原理图中查找更改、我们再做一个更改、即0.2至2.8V 的模拟通道峰峰值输入电压。 因此、我们移除了 R11和 AGND R15。 还可以吗?

    我们是否可以使用 CLKSEL pin.e2e.ti.com/.../Sheet3_2D00_3.PDF 来使用内部时钟

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    Rohit、


    之前、我错过了 ADS131E08的输入范围规格、而您对 AINN 引脚从1/2 Vs 点到接地的更改提醒了我这一点。

    首先、AINN 输入不能接地。 接地不在 ADC 的输入范围内。
    这是因为 PGA 的实现方式与仪表放大器的实现方式相似、并且无法将放大器的输入范围和输出范围设置为接近任一电源。 对于该器件、最接近的输入是高于接地0.3V 或低于 AVDD 0.3V。

    此外、输入范围随 PGA 增益而变化。 对于 PGA、输入共模电压与输出共模电压相同。 施加 PGA 增益时、输入范围将会更小、因为输出范围受正向电源轨或接地输出驱动的限制。

    共模输入范围如下:

    但是、我在这篇文章中更详细地描述了这一点:

    https://e2e.ti.com/support/data-converters/f/73/t/925264

    对于您的设置、您仍然可以使用分压器输入将 AINN 输入设置为中间电源。 但是、您需要将 PGA 增益设置为1、输入范围将从 AVSS+0.3V 设置为 AVDD-0.3V。

    如果这对您不起作用、我需要详细了解您的输入以及您正在测量的内容。


    吴约瑟

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    尊敬的 Joseph:

    非常感谢您的反馈、  

    如果我们使用分压 器输入将 AIxN 输入设置为中间电源。 那么,我们是否需要对 我们的 ADC 应用-vss(-3.3V )电源,因为如果 INxP 通道输入小于 INxN 输入(分压器)。 在这种情况下、我的差分输出是-ve 电压。 如果没有-ve 电源、ADC 可以测量该-ve 电压。

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    Rohit、


    我为 ADS131E08绘制了这组输入范围。 顶部是一个从0V 运行到3.3V 的单极电源、底部是一个±2.5V 的双极电源。

    如果您的输入高于和低于接地值、则需要使用双极电源(除非您愿意放入一组全差分放大器或类似器、它们可以将输入转换到输入范围)。

    那么、再说一次、您确切测量的是什么? 您尚未向我介绍所使用的传感器。


    吴约瑟

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    尊敬的 Joseph:

    非常感谢您的解释。 我已在 point.please 上找到新设计的附件。 我们可以使用外部基准或内部基准(可选)。 内部时钟。

    基本上、我们将测量热电堆传感器的输出、其 正弦输出范围为0.4V 至2.8V、中点电压为1.65V。

    e2e.ti.com/.../Sheet3_2D00_4.PDF

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    Rohit6230、

    对于这个原理图、我没有太多意见。

    首先、REF5020的输出电容应为1uF 至50uF。 但是、REF2.048V 节点上的大容量电容约为70uF。 我会将输出电容减小到较低的值、这是肯定的。

    对于 R11和 R15的分压器、您可能需要使用精度更高的电阻器。 我不知道您的分频器是否需要精确、但您可能希望精度确保它不会在您周围漂移。

    让 ADS131E08EVM 测试您的设置可能会有所帮助。 EVM GUI 有点旧、是在 Windows 7时代开发的、但也应该在 Windows 10上运行。


    吴约瑟

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    尊敬的 Joseph:

    非常感谢您的支持、

    我们是否可以使用 REF1930代替分压器。 它具有2个输出、因此我们可以将3V 电源用于 我们的模拟部分、例如运算放大器和传感器 ;我们可以将1.5V 电压应用于每个模拟输入通道的-ve 引脚。

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    Rohit、


    使用 REF1930可能是可以的、但我想指出一些事情。

    首先、使用3V 基准作为新电源、您刚刚减小了 ADC 的输入范围。 最初、ADC 电源为3.3V、因此输入电压范围为0.3V 至3.0V (增益=1)。 现在、您的范围会降至0.3V 至2.7V。 在上一篇文章中、您提到输入范围为0.4V 至2.8V、中间点为1.65V。 这可能会使 ADC 输入的部分信号范围变得很大。

    另一个问题可能是噪声。 该基准的噪声峰峰值为12ppm。 在3V 时、这将是36uVpp;在1.5V 时、这将是18Vpp。 根据您所使用的 OSR 设置、这可能是噪声的重要影响因素(只需将此值与您在数据表的表1中看到的噪声进行比较)。

    总的来说,我认为以这种方式使用这种提法是可以的,但我会关注我上面提到的问题。

    吴约瑟