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[参考译文] ADS8319:INPUT+/-阻抗不匹配时会发生什么情况?

Guru**** 2387740 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS8319, ADS8361
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/1470634/ads8319-what-is-occurred-when-the-input---impedance-is-not-matched

器件型号:ADS8319
主题中讨论的其他器件: ADS8361

工具与软件:

大家好、

我的一位客户 使用 ADS8319设计他们的下一个产品电路。

目前、他们有以下问题。
请您给我您的答复吗?

问题1。
由于外设电路的原因、它们不能匹配 ADS8319第16页的输入阻抗、如图46所示。
在其原理图中、位于-IN 和 GND 之间的电阻器为22 Ω。
电阻在+in 和运算放大器输出之间设置为1k Ω。
在这种情况下、转换数据上发生了什么?
您是否有任何有关此情况的文档?

问题2:
它们通过电阻器在+IN 和-IN 之间输入大约9kHz 的正弦波。
在这种情况下、转换数据上发生了什么?

问题3。
对于 ADS8361、是否在相同情况下可以观察到相同的结果?

非常感谢您的答复。

此致、
和也。

  • 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。

    尊敬的 Kazuya-san:

    感谢您的提问。 以下是我的反馈:

    1. 在这种情况下、转换数据可能会由于输入阻抗不匹配而具有一定的失调电压误差、增益误差和线性误差。 这种差异将导致 IN-和 IN+输入上的采样保持电容器充电不均匀、因为它们将具有不相等的稳定时间。 共模抑制比(CMRR)也可能受到影响。
    2. 同上。
    3. 是的、我们建议尝试使 ADC 的输入阻抗匹配。 否则、它会影响 ADC 的精度。 可在 ADC 输入端使用缓冲器来匹配阻抗。

    此致、

    Samiha

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    尊敬的 Samiha:

    非常感谢您的答复。

    客户还有一个问题、如下所示。
    您能告诉我您的回复吗?


    答案1和2相关的问题。
    他们 使用 ADS8319数据表第18页的图46电路。
    但在其原理图中、放置在+IN 和运算放大器输出端之间的电阻器为1k Ω。
    IN 和 GND 之间放置的电阻为22 Ω。
    放置在+IN 和-IN 之间的电容器为1nF。
     它们通过电阻器在+IN 和-IN 之间输入大约9kHz 的正弦波。

    有没有任何公式或方法可以计算这种不匹配的输入阻抗情况下的失调电压误差、增益误差和线性误差?

    非常感谢您的答复。

    再次感谢您、此致、
    和也。

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    尊敬的 Kazuya-san:

    运算放大器是否连接到 IN+输入 A 驱动缓冲器? 否则、由于 IN+中的1k Ω 源阻抗、客户能够使用的最大采样率为 ~76ksps。 我使用 模拟工程师计算器计算 这个值:

    如果使用此采样率、IN-和 IN+采样电容器应能够完全稳定、因此客户不会看到任何其他误差。 如果客户使用的采样率高于此值(IN+输入端没有驱动运算放大器/缓冲器)、则会引入额外的失调电压、增益、INL 误差、因为在这种情况下、采样电容器不会在采集时间内稳定下来。

    此致、

    Samiha

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    尊敬的 Samiha:

    有。 它是缓冲放大器、因为它们使用的原理图与  ADS8319数据表第18页的图46电路几乎相同。 下面是不同的点。
    将图46中的50欧姆更改为0欧姆。
    2.将连接到+IN 引脚的5欧姆电阻更改为1k 欧姆。
    3.将连接至 IN 引脚的5欧姆电阻更改为22欧姆。

    因此其原理图与模拟工程师计算器中 ADC SAR 驱动器的原理图"单端2"相同。   

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    尊敬的 Samiha:

    很抱歉、我误按了"回复"按钮。

    我想该计算器显示了推荐的参数。
    但他们想知道  参数中的最大转换误差是多少
    (上部 Rfilt/2为1k Ω、下部 Rfilt/2为22 Ω)。

    他们有什么办法知道吗?

    谢谢、此致、
    和也。

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    尊敬的 Kazuya-san:

    不用担心! 取决于它们要以什么采样率运行。 由于  IN+端的电源阻抗为1k Ω、客户能够使用的最大采样率为 ~76ksps。 如果采样速度快于此值、内部采样电容器不会充满电、这将引入稳定误差。 主要问题不是这里的电阻器不匹配、而是1k Ω 的源阻抗过高这一事实。 在本例中、缓冲器没有帮助、因为它位于1k Ω 电阻之前。

    例如、如果客户希望以最大500kSPS (即采集时间= 600ns)进行采样、要达到输入信号99%的满量程稳定、在16位分辨率下、RC 必须在采集时间内稳定在99%的精度以内。 RC 时间常数=τ。 因此、600ns = ln (2^16)* tau =~ 11*tau。 这里的11是表示16位 ADC 稳定精度为~ 99%的因素。 因此、Tau 最多必须达到600ns/11 = 55ns、才能确保输入稳定在99%。 使用1k Ω 电阻和1.1nF 电容时、Tau = R*C = 1.1us。 这远大于55ns。 比较该趋稳值:1 - e^(-600ns/1.1us)= 0.42。 如果使用1k Ω、那么在500ksps 采样时、输入只会稳定到实际输入信号的~ 42%。

    此致、

    Samiha

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    尊敬的 Samiha:

    非常感谢您的大力支持。

    您的说明非常有帮助。

    客户想要一份包含您向我们解释的内容的文档。
    你有这样的文件吗?

    您还能告诉我以下几点吗?


    根据以上结果、模拟工程师计算器计算出的最小 Rfilt/2为8.2 Ω。
    您是否知道 ADS8319数据表中所述的值大于5欧姆的原因?

    再次感谢您、此致、
    和也。   

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    尊敬的 Kazuya-san:

    TI ADC 高精度实验室视频系列: https://www.ti.com/video/series/precision-labs/ti-precision-labs-analogue-to-digital-converters-adcs.html 和本 文档中的"SAR ADC 输入驱动器设计"部分对此进行了介绍。

    我正在逐步编写一份文件、但可能还没有准备好下一个月左右。

    关于 Rfilt 值计算、我注意到用于不同"参数"/经验法则的一些不同公式/因素。 它们得出类似的 Rfilt/Cfilt 值。 您可以使用数据表或计算器中的值。

    此致、

    Samiha