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[参考译文] ADS1288：ADS1288

admin
Guru**** 2770005 points

Other Parts Discussed in Thread: ADS131E04, ADS131M04, ADS1288, ADS1285, THS4551, ADS131A04, ADS1262, ADS1274, ADS127L14, THP210, ADS127L11

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/1457609/ads1288-ads1288

器件型号：ADS1288
主题中讨论的其他器件： ADS1285、 THS4551、ADS131E04、 ADS131A04、ADS131M04、 ADS1262、 ADS1274、 ADS127L14、 THP210、 ADS127L11

工具与软件：

您好！

我正在设计一个电路来将单端传感器连接到 ADS1288。

我想使用 内部 PGA 的全差分放大器、但需要将传感器的输出阻抗(实际值为32kOhm)与差分放大器的输入阻抗相匹配。    

请告诉我如何仿真 PGA 的输入电路？

非常感谢。

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Lkhagvajantsan：

    很高兴在 TI e2e 论坛上见到您。

    ADS1288的 PGA 是一款仪表放大器、具有由输入电流与输入电压曲线的一阶导数确定的极高输入阻抗(500M Ω)。

    很遗憾、ADC 的 Spice 模型不可用。

    一种解决方案是使用阻抗匹配的32千欧电阻器将负 ADC 输入接地并驱动正输入上的信号(+/-2.5V 电源)。 其中一个问题是单端信号在两个输入之间产生有效的共模信号分量、这可能导致 THD 性能下降。 THD 效果取决于 ADC 抑制公共信号(CMRR)的能力。 我建议在使用 ADC 评估板的单端信号时评估 ADC 性能。 遗憾的是、ADS1288评估板不可用、但仍有 ADS1285评估板可用、该评估板采用相同类型的 ADC 架构、并可用作有效的代理。  https://www.ti.com/tool/ADS1285EVM-PDK

    此致、

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    Mark、您好！

    感谢您发送编修。

    我要介绍的传感器是 MEMS 加速计型号 ADXL354、应用为地震监测。

    我已请求 Alec 为设计基于 THS4551的前端提供支持

    现在、我们需要选择合适的 ADC。 ADXL354的 μg 表给出了400mV/g 的典型灵敏度、其输出噪声密度为22 μ V/√Hz。 因此、对于100Hz 带宽、这相当于输出电压噪声水平为
    μg = 0.4V/g *√μ V/√Hz *μV 100Hz = 88 μ V rms。 基于此、我计算出 DR=20*Log (最大信号/噪声)=76dB。

    您能否推荐适合地震应用的24位低噪声、低采样率、4通道同步采样 Δ-Σ ADC。

    谢谢、此致、

    Lhagva  

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Lkhagvajantsan：

    4通道电网 ADC 可能都非常适合您的应用。 专为低频范围而设计。

    https://www.ti.com/product/ADS131E04

    https://www.ti.com/product/ADS131A04

    https://www.ti.com/product/ADS131M04

    这些 ADC ( E、A 或 M  ADC 系列)的性能类似、但采样率、输入范围/阻抗和电源选项方面存在差异

    此致、

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Mark：

    非常感谢您推荐 ADC ADS131X04。

    从数据表中、我看到该 ADC 支持4个通道同步采样。

    我的应用包括用于地震信号采集的3通道 MEMS 加速计。 您是否认为内部多路复用器仍然可以实现同步采样、或者我是否需要为每个通道配备单独的 ADC？

    此外、您可以说明一下主时钟频率的最小允许值吗？

    此致、

    Lhagva

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Lkhagvajantsan：

    我建议为交流应用同时采样 ADC、其中每个通道使用一个 ADC (如 ADS123X04系列提供的)、而不是多路复用单个 ADC。 交流应用的多路复用数据采集需要对数据进行后处理以校正通道之间的时移、尽管进行了时移校正、数据的最终结果仍不如同时采样数据那么好。 大多数地震数据采集系统对三轴数据使用同步采样 ADC。

    单个 ADC 的多路复用适用于直流测量(例如重量、温度输入和直流 V/I 测试应用)。

    最小时钟频率

    ADS131E04：1MHz

    ADS131A04：0.2Mhz

    ADS131M04：0.3MHz

    所有 ADS131x04 ADC 都提供可编程 OSR 来调整数据速率、信号带宽和噪声、从而满足您的要求。 通过选择下一个较低的 OSR 值(下一个较高的数据速率)、然后适当地减慢时钟频率、可以实现精确的数据速率。

    此致、

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Mark：

    我们已经购买了 ADS1285套件、并开始测试和评估地震检波器信号。

    您对用于地震应用的 ADS1262 32位 ADC (0.1Hz 至100Hz 信号)有何看法？

    由于 ADS1262不是同时采样、因此对地震信号进行多路复用是否存在任何影响。

    此致、

    Lhagva  

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Lkhagvajantsan：

    ADS1285已经专门设计用于与地震检波器传感器连接、同时消耗非常小的5mW 功率、同时提供极高的动态范围。 它是地震数据采集的理想选择。

    用于地震数据采集的 ADS1262的主要问题是信号混叠。 信号有两种混叠机制：

    1) 1) ADS1262 sinc 滤波器在奈奎斯特频率及以上(>Fs/2)提供的抑制非常小。 由于混叠、此类滤波器对于交流应用不是最佳选择。

    2)即使 ADS1262具有更优的砖墙式滤波器(如在 ADS1285中)、多路复用也会导致进一步的混叠问题、因为多路复用引起的有效采样率现在会移至滤波器的通带内、因此在 Fs/2处没有混叠保护。

    我推荐将 ADS1285或成本更低的 ADS1288用于地震数据采集。

    此致、

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    Mark、您好！

    我一直在查看 ADS131X04系列的数据表。

    我认为 ADS131E04或 ADS131A04适用于 MEMS 加速计、并将采样率设置为约100SPS 。  

    但是、数据表未显示较低 sps 时的噪声测量结果。

    您能给我举例说明一下使用外部振荡器进行时钟输入的电路。

    对于这种应用、您会如何看待 ADS1274？ 另外、ADS1274的数据表未显示针对低 SPS 的噪声测量。

    此致、

    Lhagva

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Lkhagvajantsan：

    如前所述、ADS131E04和 ADS131A04不提供100SPS 采样率。 通常、在许多 ADC 上、您可以在1kSPS 时将主时钟降低10倍、以产生100SPS、但 ADS131x 器件不允许如此低的时钟频率。 顺便说一下、100SPS 下的噪声与降低时钟频率时的1kSPS 相同。 一种更好的方法是实现外部抽取滤波器。 也就是说、在1kSPS 的采样率下累加 ADC 的十个读数并求其平均值、所以平均输出速率为输入速率的1/10。 当按 sqrt (N)求平均值时、滤波器的输入数据的噪声将降低、其中 N 是平均值数值。 顺便说一下、如果数据的平均值可能为 N=8 (125Hz 输出速率)、那么、要将运行总和除以8、需要向右移动三位、无需进行除法运算。

    单芯片时钟振荡器(如 ECS)将能正常工作。 将时钟信号应用于 ADC CLK 引脚。  https://ecsxtal.com/store/pdf/ECS-2520MVLC.pdf

    最新一代 ADS127L14是比 ADS1274更好的器件。 它将在1-2周内发布。  https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads127l14.pdf

    与 ADS131x 相比、ADS127L14的噪声性能要好得多、针对三通道应用关闭了一个通道。 它还具有四种速度模式和许多 OSR 设置、可用于更改数据速率并满足噪声要求。 使用最大速度模式和 sinc3+sinc1滤波器时情况最接近102.4SPS。 要精确产生100sps、请相应地降低主时钟的速度、以获得精确的100sps。

    此致、

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    TI__Guru**** 2770005 points
    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。

    Mark、您好！

    感谢您的答复。

    是的、ADS127L14具有更好的噪声性能。

     对于3通道应用、一个通道断电是什么意思？

    请告知我产品何时发布。

    此致、

    Lhagva

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    TI__Guru**** 2770005 points
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    尊敬的 Lkhagvajantsan：

    ADS127L14的一个通道可断电以省电、从而保留三个活动通道。

    ADS127L14发布时间大约为2周。 部件在库存中、现在等待发布纸工作的完成。

    -Mark

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    Mark、您好！

    感谢您的答复。 我想我们要将 ADS127L14用于 MEMS 加速计。

    回到地震检波器和 ADS1285/1288的话题、我们需要使用 THP210来驱动 ADC。

    我有两个问题。

    1.当我使用 Vref = 4.096V 时、ADC 输入端的最高差分电压不会失真。

    2.我们可以将 THP210的 Vocm 接地吗?

    请参阅以下原理图和瞬态分析结果、 它是正确的拓扑吗？

    此致、

    Lhagva

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    尊敬的 Lagva：

    好极了。 ADS127L14于今天发布。 该书明天应在 TI.com 上线。

    ADS127L14有两个可编程输入范围：+/-Vref Vref 和+/-2Vref。 对于 Vref 范围、Vref = 4.096V 可以接受。 您可以在 Vref = 4.096V 的情况下使用2倍输入范围、但完整动态输入范围受5V 电源限制、因此、2倍输入范围时 Vref = 2.5V 是更好的选择。 但是、我应坚持使用1倍输入范围且 Vref = 4.096V

    在 ADC 由+/-2.5V 电源供电时、可以将 THP210 Vocm 引脚接地。  

    电压波形也 看起来正常。

    对于 THP210级、您可能需要使用从输出到输入的反馈电容器来帮助稳定性。 我认为电路看起来是稳定的、但值得进行检查以便确定。  

    https://www.ti.com/video/4080346918001?keyMatch=op%20amp%20stability&tisearch=universal_search

    此8：20标记的视频展示了如何使用 THP210 SPICE 模型的 TI TINA SPICE 程序、通过将超大电感器和电容器插入您的实际电路、然后分析 THP210输出引脚上的相位响应来测试稳定性。 另一种方法是利用方波输入进行激励。 如果 THP210输出只有10% 峰值、则电路稳定。

    https://www.ti.com/lit/pdf/sboa546

    以上是 THP210 + ADS127L11应用手册。

    第一级是内部环路运算放大器中的 HPF 和 LPF 组合吗？ 我必须稍微看一下这个电路才能完全理解它。

    此致、

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    Mark、您好！

    恭喜！ 很高兴听到 TI 发布了 ADS127L14。

    我认为此 ADC 非常适合我们的应用。

    xd z 说：
    但是我坚持使用1倍输入范围且 Vref = 4.096V

    我知道您更喜欢使用1倍输入范围且 Vref = 4.096V。  

    因此、电源将为+5V 和-5V、THP210的 Vocm 引脚接地、我是否正确？

    至于 THP210阶段、我会仔细阅读文档并加以处理。

    对于第一级、地震检波器(连接的是与地震检波器等效的电路和频率响应)的自然频率为4.5Hz 、并限制了可测量的低频范围、我们将尝试将较低的频率响应扩展到低至0.5Hz。 U1是 LPF、U2是减法电路。  

    有一份文件详细描述了它、请允许我在此附上。

    此致、

    Lhagva

    e2e.ti.com/.../An-Effective-Method-for-Improving-Low_2D00_Frequency-Response-of-Geophone.pdf

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    尊敬的 Lagva：

    需澄清的是、THP210应使用+/-2.5V 电源运行、与 ADC 使用的电源相同。 4.096V 基准的 GND 引脚和 ADC REFN 引脚连接到-2.5V。 将 ADC REFN 引脚的迹线路由到基准的 GND 引脚、然后连接到-2.5V。 这避免了从-2.5V 电源拾取噪声和信号感应电流。

    谢谢你的论文,它是有趣的。 如果有必要、我会花点时间来阅读和提供评论。

    此致、

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