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[参考译文] ADS8885:这些输入驱动器符号是什么

Guru**** 1640390 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8885, OPA333, ADS8695, ADS1115, OPA191, ADS8691, TINA-TI, REF6030, OPA320
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/716815/ads8885-what-are-these-input-driver-symbols

器件型号:ADS8885
主题中讨论的其他器件: OPA333ADS8695ADS1115OPA191ADS8691TINA-TIREF6030OPA320

您好!

我是 DAQ 的初学者、我想学习、但我不断提到一些我 不理解的符号。
我 不知道这里是什么“步入圆圈”符号。 我也不了解电路这一部分的功能。

我可以猜到的最佳情况是、它们试图显示某种共模偏移、可能是 Vref/2?
如果是、这可以通过分压器中的一对电阻器来实现吗? 这是否足够或有更好的方法?
如果有人能这么好地向我展示这条赛道在现实生活中的样子、我就不能很好地绕着这条赛道走了。

谢谢



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    尊敬的 Sam:

    这些符号表示通用电压源。 对于稳定的直流值、可以使用电池符号、但这些符号表示任何输入电压源、包括直流电压和时变输入电压、例如阶跃输入、方波、正弦波等 例如、函数发生器可以由该符号表示。

    该特定配置显示了差分输入电压的外观。 VIN+和 Vin-的幅度相等、但相位相反。 VCM 表示固定的直流电平、通常为 ADC 使用的基准电平的1/2。

    关于您的 VCM 问题、它通常由 Vref 的电阻分压器生成、但根据输入电路配置、通常需要一个缓冲放大器。 大多数差分输入 ADC 需要在输入端具有特定的共模电压电平、但 ADS8885要灵活得多。 AINP 和 AINN 这两个 ADC 输入中的每一个都可以是-0.1V 和 Vref+0.1V 之间的任意电压。 在上图74中、该电路中的基准电压为2.5V、因此 ADC 输入可接受-0.1V 至2.6V 之间的电压、并且仍然提供 AINP-AINN 的精确转换结果。

    如果您不熟悉使用高精度 ADC、我强烈建议您查看 TI 高精度实验室- ADC 和 TI 高精度实验室-运算放大器。 对于初学者和经验丰富的工程师都有出色的教程。 将介绍市场上不同类型 ADC 的所有不同输入结构和所需驱动器。

    training.ti.com/ti-precision-labs-overview
    training.ti.com/ti-precision-labs-adcs
    training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps

    谢谢、

    Keith N.
    精密 ADC 应用
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    非常感谢 Keith、他的回答很有帮助、并且给我指了正确的方向、让我获得更多帮助。

    我今天上午已经在这些实验中学习了、我正在快速学习。 尽管我认为我仍然有一个缺口、您或许可以帮助解决这个问题。

    我的理解是 ADS8885是一款真正的差分 ADC。 这是否意味着您完全不必偏移输入?

    上面的电路是否描述了伪差分电路而不是真差分电路?

    我看到 AINP 和 AINN 的工作输入范围为-0.1V 至 Vref+0.1V。  我假设这是相对于 ADC GND 而言的。 我正在设计电池供电的便携式仪表、它相对于测量值是浮动的、这是否意味着要测量真正的差分信号、我必须将电源 GND 连接到测量端子之一? 也就是说、这是否意味着无法使用电池供电设备进行真正的差分测量? 或者相反、仪器由电池供电这一事实是否使其与接地隔离、从而更容易进行真正的差分测量?  

    最后、我遇到了一个 TI 设计、该设计使用 OPA333分压 VRefFF/2来创建 VCM 我计划使用此类电路、而不仅仅是电阻分压器。 我卡在将其连接到 InP 和 Inn 的位置。 我的理解是、如果我将其连接到 Just INN、那么我将进行伪差分测量、但如果我将其连接到 INN 和 INP、则 INN=INP=VRef/2 (WRT GND) 、因此 VDiff = 0。 显然、我缺少一些非常基本的东西

    以下是我的2个想法、第一个是伪差分测量、第二个是 R21和 R23引入的测量误差。

    我的两个账户中的任何一个/两个账户都有问题吗?

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    尊敬的 Sam:

    上述问题的答案。

    使用真差分输入、您可以将 AINN 输入接地。 但是、您现在只能测量"正"差分电压、这会将 ADC 的分辨率降低1b、您将丢失表示负差分输入的所有代码。
    2.上面的电路代表一个全差分输入、这意味着 AINP 和 AINN 输入都可以在-0.1V 至 Vref+0.1V 范围内移动。 对于伪差动输入、AINN 固定在直流电平、通常为 Vref 的1/2。
    执行差分测量的原因是抑制相对于测量电路接地的共模电压。 如果测量电路电源接地与电源完全隔离、则无需进行差分测量。
    4.根据上面的电路,您似乎正在尝试测量一个由分压器衰减的输入电压。 (我假设您的输入电压始终相对于接地为正。) 在这种情况下、我会将输入配置为类似于伪差动输入。 生成 Vref/2、对其进行缓冲并通过电荷桶滤波器将其馈入 AINN 输入。 将输入电阻分压器接地端(低侧)连接到测量电路接地端、只需测量单端输入即可。

    请看一下 ADS8695。 此器件是一款类似的18b 器件、但包含前端驱动器放大器和可编程 PGA、可用于测量双极或单极输入信号。

    此致、
    Keith N.
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    再次感谢 Keith、
    您能否评论一下我发布的两个原理图中的哪一个是连接"图74"(来自原始帖子)的正确方法(如果有的话)?

    我测量的差分电压可以是正的或负的、 我不知道它相对于接地的是什么、因为它是由电池供电的仪器。 这是我应该知道的吗?

    我将看一下 ADS8695、我要制作的仪器需要至少100M 的输入阻抗、因此需要较大的 R 分频器。 我无法将任何相对较低的阻抗与输入并联。 我使用 仪表放大器和 ADS1115制作了具有200m 阻抗的该仪器的早期版本、但我需要显著提高采样率。 我的理解是、仪表放大器的带宽使其不适合在高频下驱动 SAR。

    此致

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    重新阅读您的评论、我对您的"第3点"完全感到困惑。 如果测量不是差分的、它是什么? 单端? 这并不意味着我只能测量正电压?
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    好的、我已经重新观看了介绍 ADC 输入类型的视频、并做了大量的笔记。 请参阅。

    两个 OPA333将确保 AINP 和 AINM 保持在0-AVDD 范围内、并且 ADS8885是"真正差分" ADC、这是否意味着我根本 不需要偏置输入? 它可以是"浮动"吗? 如果这样做、我是否会失去一些动态范围?

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    尊敬的 Sam:

    很抱歉、我之前的评论令人困惑。  我有几个高级问题、然后我们可以深入探究具体细节。

    您 需要测量的输入电压范围是多少?  +/-10V、+/-100V 等。
    2. 您希望实现的最大数据速率是多少?   数据表的图74针对低功耗进行了优化、仅适用于10ksps。
    3. 您希望实现哪种分辨率或动态范围?  18b 是否为最小值?

    此外、使用100Meg-10Meg 输入分频器将产生极低的信号带宽。  该阻抗将与寄生电路板电容相互作用、并将带宽限制在10kHz 以上。

     我之前提到的 ADS869x 系列具有1MEG 输入电阻。  为了实现100M、您需要一个输入缓冲器。  例如、OPA191可由+/-15V 电源供电、并驱动 ADS8691的输入。

    此致、

    Keith N.

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    谢谢 Keith、

    我希望能够测量+/-50V 我需要测量交流和直流(在软件中计算交流) 我认为10kHz 就足够了、不过如果我可以轻松地达到200kHz、我会接受它。 100M 输入阻抗至关重要(可能我可以低至50M、但这是一个很好的原因)

    我想获得18位分辨率。 该仪器的早期版本仅使用16位 ADC、但用于补偿 I 使其具有+/-5V 和+/-50V 双范围(两者均具有200Mohm 输入阻抗)(I 仅以~650Hz 的频率进行采样)。 18位意味着我可以脱离单个范围。  

    该器件由3个 AAA 提供电池供电。 理想情况下、我希望能够使用可充电电池、这意味着电源电压可以低至3.6V。 我希望避免在电源中进行开关(针对噪声和成本)、因此计划使用 LDO (TPS78233)

    这就是我查看单电源 IC 并尝试了解如何正确偏置的原因。  

    我下载了 TINA、并且能够进行一些实验/学习。

    我了解到:

    我可以通过电阻器将 AIN_N 和 AIN_P 连接到 VCM 来偏置 AIN_N 和 AIN_P、但它们必须是高电平(例如500m)且匹配相当好。 这似乎具有去除零偏移的好处、但电阻器的实用性/成本可能是令人望而生畏的。

    我可以将 VCM 连接到 AIN_N 我得到零偏移、但我可以在软件中校准/补偿、因此这没什么大不了的。 对于直流输入、输出是非常线性的。 下面是我的测试电路

    注:
    我 还没有使用交流输入进行测试、
    该电路主要是原文章中的"10kHz 低功耗"参考电路和 TI 无线 DMM 园地参考电路的组合。
    采用 ADS6891的电路看起来更简单一些

    此致



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    尊敬的 Sam:

    请参阅示例信号链;100MEG 输入电阻、使用3V 基准的+/-50V 输入至 ADC 输入。  整个信号链可由单个3.3V 电源供电。

    由于您使用的是 TINA-TI Spice、因此随附的是仿真文件。

    请对您的上述电路进行一些评论。

    1. 我看到您正在使用数据表中的基准缓冲器示例电路。  我建议您转到 REF6030、这是一款更新的器件、集成了高速缓冲器。  该 器件无需使用2运放复合缓冲电路。

    2、 您有 Vin 到 ADS8885的偏置电压为固定 Vref/2。  这当然会起作用、但分辨率会降低1b、因为 ADC 现在将看到的最大输入为+/- Vref/2。  为了获得完整的18b、您需要在全差分模式下驱动它 以获得完整的+/-Vref 范围。  (您的配置是伪差动驱动器。)

    3、 OPA333在采样率远高于10ksps 的情况下无法驱动 ADS8885输入。  如果您希望实现200-400ksps、则需要使用 OPA320。

    希望这对您有所帮助。

    此致、
    Keith N.

    e2e.ti.com/.../ADS8885-Signal-Chain-with-100MEG-input.TSC

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    哇、非常感谢您的回答、非常有帮助且周到。

    遗憾的是、我无法打开该 TINA 文件、但我将从图像中重建电路。

    老实说、我仍然对如何驱动输入以进行全差分测量感到模糊。 希望在使用您的电路之后、我应该更好地理解。

    此致

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    尊敬的 Sam:

    这是您应该能够使用 TINA-TI 打开的同一个文件。

    此致、

    Keith

    e2e.ti.com/.../ADS8885-Signal-Chain-with-100MEG-input-V9.TSC

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    这样、我就花了很多精力来研究如何在我的库中放置诸如 REF6030和 OPA320之类的组件。 我从 TI.com 下载了一个库、但无法确定如何处理它。 我尝试将组件作为宏导入、但这不起作用。 我尝试将下载的库中的文件和文件夹复制到 TINA 库中、但不起作用。 我发现您的管道视频谈论的是如何使用库编辑器工具、但似乎该工具存在(可能该视频来自较旧版本的 TINA)您是否知道我可以在哪里找到有关如何将下载的库导入到 TINA 的说明?

    再次感谢您提供的大量帮助。
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     最后、Keith 可能会提出一个愚蠢而明显的问题、但不想犯代价高昂的错误。 负极测试引线是否如图所示连接?

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    尊敬的 Sam:

    关于器件和 TINA-TI、我认为有在线文献展示了如何导入库。 但是、我发现转到 REF6030等器件的产品文件夹页面并打开 TINA-TI 参考设计要容易得多。 然后、只需使用 TINA 内部的复制/粘贴即可将组件复制到您自己的原理图中并进行仿真。

    关于上述问题、您仪器的负极测试引线是测量电路的接地端、而不是 Vref/2。 VIN 表示您要测量的外部电压、它连接到100MEG 输入电阻器的一侧(正输入)、而另一侧连接到测量电路接地(负输入)。 Vref/2将衰减的输入电压偏置、以便单电源放大器始终看到正负输入电压的正电压(相对于其接地)。

    谢谢、
    Keith N.
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    哈哈、当然、我只是尝试识别分压器/衰减器电路。 我可能比开始时更加困惑。 但是、虽然我不理解电路、但它似乎工作正常、所以我会很好地发挥作用、尝试回答我自己的愚蠢问题。
    非常感谢您在这一主题上的帮助和耐心。