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[参考译文] 用于±1V 电化学测量的 ADC

Guru**** 664280 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1115, ADS1120, ADS112C04, LM27762, ADS124S08, LMP2234
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/937012/adc-for-1v-electrochemical-measurements

主题中讨论的其他器件:ADS1115ADS1120ADS112C04LM27762ADS124S08LMP2234

您好!

我正在进行电化学测量、尝试通过2个电极设置(一个基准电极和一个工作电极)来测量电势。 测得的电势将介于-1和1V 之间。 这是一个可穿戴系统、因此它由锂聚合物电池供电、然后转换为3.3V 和-3.3V。

电极需要非常高的输入阻抗、因此使用运算放大器对其进行缓冲。 我已经能够使用 ADS1115验证工作正常的系统。 但是、该 ADC 无法测量负电压。 为了解决这个问题、我使用了电平转换电路。 但是、电平转换电路会引入测量误差、这是我无法接受的。 因此、我想知道是否有合适的 ADC 可直接测量±1V 由±3.3V 电源供电? 如果测量可以推迟进行、并且 ADC 为16位或更高、则更可取。

下面是一个包含输入缓冲器和低通滤波器的简单示例电路。

我正在寻找这样的产品: www.lawsonlabs.com/.../EMF6_Block.html

但只有一个通道

此致、

Emil

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    Emil、

    在±3.3V 系统下运行的选项不多。 但是、对于由模拟电压的±2.5V 双极电源(然后是+3.3V 数字电源)供电的器件、有很多选择。 您可以使用一些电压稳压器进行转换。

    我可以想到的两个最接近这种电势电源配置的器件是 ADS1120、它与 SPI 接口一起运行、而 ADS112C04则使用 I2C 接口。 与 ADS1115相比、这两种器件可能具有一些额外的功能、但它们应该能够进行类似的测量。

    吴约瑟

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    您好 Joseph、感谢您的回答、

    的 μ C 运行电压为+3.3V。 如果我使用 ADS112C04、您建议如何设置我的电源?

    我目前拥有的是锂聚合物电池3.7V --> 3.3V 稳压器,用于 MCU,然后--- >?? ADS112C04的说明。

    此致、

    Emil

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    Emil、


    我不太熟悉电源的所有选项、但我曾设想过如下所示:

    在这里、用于微控制器的 LDO 和用于 ADC 的数字电源将电池降至3.3V。 然后、您需要使用与 LM27762类似的器件生成±2.5V 电源。

    同样、我不太熟悉这些选项、但您可以在以下 TI 设计中找到有关该特定电源配置的更多详细信息。

    https://www.ti.com/tool/TIDA-01434

    该电源用于 ADS124S08、ADS124S08是一款采用 SPI 的24位 ADC、因此适用于 ADS112C04 (采用 I2C 的16位 ADC)。 对于该设计、它确实构建了一个隔离式电源、但如果您将整个系统想象为隔离的 ADC 侧、它将作为非隔离式电源系统工作。

    吴约瑟

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    您好、Joseph、

    这看起来是一个很好的解决方案、我将继续这样做、感谢您的帮助。

    //嵌入

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    您好、Joseph、

    我还有一个关于 ADS112c04焊盘连接的问题。 即使在我的情况下 AVSS 为-2.5V、这是否应该连接到 AVSS?

    此致

    Emil

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    Emil、


    您是指下面所示的 QFN (RTE)封装中的散热焊盘吗?

    是的、散热焊盘应连接到 AVSS (-2.5V)。 通常、散热焊盘连接到器件上的负电压最高。 我会注意到、有一个用于 ADS112C04的评估模块。 如果您要测试器件的运行、可以使用该测试来执行该测试。 但是、我认为电路板上没有直接±2.5V 的电源选项、您可能需要自己的外部电源和一些焊接来将±2.5V 的电压提供给电路板。  

    一旦您开发了原理图、请随时发布、以便我们可以对其进行审阅。 我们还可以在您到达该点后查看布局。  


    吴约瑟

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    您好、Joseph、

    是的、该焊盘是我所指的焊盘。 感谢您的回答。 完成后、我将返回原理图和电路板布局。

    此致、

    Emil

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    您好、Joseph、

    我将在原理图和电路板布局的回帖中提供任何建议和/或改进。

    e2e.ti.com/.../1856.Schematic.pdf

    e2e.ti.com/.../Board.pdf

    感谢您迄今提供的帮助。

    此致、

    Emil

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    Emil、

    我将在开始时发表一些评论。 如果使用内部基准、未使用的 REFP 和 REFN 可保持悬空。 但是、LMP2234不能驱动太多的容性负载。 我不知道 LMP2234是否可以驱动这么多的容性负载、即使是通过串联电阻也是如此。 我会在运算放大器论坛上询问有关该特定配置的信息。 在此处发布该问题:

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers/f/14

    此外、我还将在电源管理论坛中查看与 TLV73333和 LM27762的连接。 您可以要求他们查看此处的连接:

    https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196

    我不确定路由到我们和 RE 的方式。 我想、如果运算放大器的输入阻抗需要如此高、您需要将这些线路与原理图的其余部分隔离。

    我将继续查看此原理图和布局、并告诉您是否看到任何其他内容。

    吴约瑟

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    Emil、


    我确实向一位同事提到了这篇文章、他还谈到了缓冲器输出端的大电容。 虽然我提到过它、是因为运算放大器在容性负载下具有稳定性、但他提到了它的稳定时间很长、恒定延迟。

    此外、在您的电路中、共模电容器为22uF、而差分电容器为100nF。 一般而言、我们希望将差分电容设置为更大的电容器、而共模电容器的尺寸则减小大约10倍。


    吴约瑟

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    您好!

    好的、感谢您的回复、我会再做一次双回、并在解决问题后回来。

    此致、

    Emil

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    关于内部基准、我有点困惑。 在数据表中的9.1.3未使用的输入和输出下、它表示将未使用的模拟或基准输入保持悬空。 将它们连接到中间电源或 AVDD。 那么、如果我想使用内部 REF、应该如何处理未使用的基准输入呢?

    此致、

    Emil

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    Emil、

    由于使用了内部基准、而外部基准输入引脚未使用、因此我通常只会将输入悬空。  

    作为替代方案、您可以通过电阻器将其连接到 AVDD、然后不组装电阻器。 这样、您可以在以后使用未使用的焊盘对外部基准进行试验。

    吴约瑟