模数转换器 (ADC)
最新课程
- 高压系统功能安全简介
- 揭秘高压应用安规中的电气间隙和爬电距离
- 管理微型逆变器中的电源转换挑战
- 比较三相工业系统的交流/直流电源转换拓扑
- 隔离认证概述及其对高压设计的意义
- 在基于 GaN 的电源中实现钛金级效率
- 提高 800V SiC 牵引逆变器效率和功率密度的主要设计注意事项
- 如何设计安全可靠和高效的储能系统
- 使用传统升压控制器创建初级侧调节反激式转换器
- 相移全桥转换器基础知识
热门课程
2.4.1 仪表放大器输入范围计算
欢迎参加 TI 高精密实验室
本节将讨论使用仪表放大器
驱动 SAR 型 ADC 的设计考虑
重点讲解当使用仪表放大器设计驱动时
增益和偏移的控制
最后还会探讨一下使用软件工具
验证线性范围与共模电压之间的关系
仪表放大器或者简称 INA
抑制共模信号，放大差模信号
并且将输出移位到参考电压上
通常的 INA
会针对低噪声和低漂移做优化
以适应直流放大的场合
并且 INA 的带宽通常较低
用与放大缓变的低频传感器信号
由于带宽较低的原因
INA 通常不适合
直接驱动开关输入型的 SAR 型 ADC
但是可以直接驱动带有 PGA 的
高阻抗输入性的 SAR 型 ADC
这个例子包含了一个 INA
和一个带 PGA 的 ADC
需要合理的设计系统增益
输入信号为 ±10mV
ADC 有几种输入模式
这里选择±10V
那么可以计算出
需要将输入信号放大 1000 倍
就可以得到 ±10V 的范围
INA 放大 1000 倍
通常只需要一个外置电阻
这个电阻和增益的关系
可以从芯片手册中找到
例如使用 INA826
那么根据手册的计算公式
放大 1000 倍
需要 49.9Ω 的电阻
INA 的输入输出关系为
输出电压等于输入电压乘以增益
再加上基准电压
在这个例子中
INA 的输入输出
ADC 的输入都是双极性的
所以不需要电平移位
可以将电阻设计为 49.9Ω
输入 10mV 的信号
就可以得到 10V 的 ADC 驱动信号
在前面的 TI 高精密实验室中
有个章节叫作
ADC 驱动放大器线性范围设计
ADC 驱动放大器线性范围设计
探讨了放大器共模和输出摆幅的限制
仪表放大器由多个放大器构成
图中为一个典型的三运放结构
每一个内部的放大器
都有它的输入输出范围限制
这些限制的组合
构成了仪表放大器共模范围
和输出摆幅的限制
输出摆幅受限于输入共模、供电电压
增益和基准电压
输出摆幅和这些参数的关系比较复杂
很难使用一个指标或者公式来表达
通常手册中会给出一个图表来描述
输出摆幅和共模电压之间的关系
下面这个例子
INA826 的手册中包含这个图表
用于描述共模电压与输出摆幅之间的关系
看懂这幅图的关键点在于
输出电压总是和输入差分电压
与增益的乘积相等
这个图是在特定的工作条件下测到的
所以其他条件需要做相应的转换
例如左图的供电电压为 5V
增益为 1
两种不同基准电压下
得到的共模与摆幅的关系
下面我们讨论如何使用软件
来得到任意条件下的共模与摆幅的关系
-
未学习 1.1 数据转换器介绍 - 直流参数
-
未学习 1.2 数据转换器介绍 - 交流和直流参数
-
未学习 2.1 数据转换器介绍 - SAR型ADC输入类型
-
未学习 2.2.1 单端驱动电路分析
-
未学习 2.2.2 反向配置与轨对轨放大器的交越失真
-
未学习 2.3.1 交越失真实验所需硬件软件
-
未学习 2.3.2 交越失真实验软件设置
-
未学习 2.3.3 交越失真实验结果
-
未学习 2.4.1 仪表放大器输入范围计算
-
未学习 2.4.2 使用软件验证仪表放大器输入共模范围
-
未学习 2.5.1 全差分放大器及失真
-
未学习 2.5.2 全差分驱动电路设计
-
未学习 3.1 误差分析背后的统计学知识
-
未学习 3.2 理解与校准ADC系统的偏移和增益误差
-
未学习 3.3 使用蒙特卡罗SPICE工具进行误差统计分析
-
未学习 4.1 计算ADC系统的总噪声
-
未学习 4.2 动手实验-ADC噪声
-
未学习 4.3 ADC 系统中的噪声
-
未学习 4.4 ADC 噪声测量、方法和参数
-
未学习 4.5 低速 Δ-Σ ADC 的系统噪声性能
-
未学习 4.6 分析和计算 ADC 系统中的噪声带宽——多级滤波器
-
未学习 4.7 分析和计算 ADC 系统中的噪声带宽——数字滤波器
-
未学习 4.8 增益对噪声、ADC FSR 和动态范围的影响
-
未学习 4.9 计算放大器 + ADC 总噪声：设计示例
-
未学习 4.10 ADC 系统中的参考噪声简介
-
未学习 4.11 参考噪声对信号链性能的影响
-
未学习 4.12 降低参考噪声
-
未学习 5.1 频域介绍
-
未学习 5.2 快速傅立叶变换及加窗函数
-
未学习 5.3 改善频率指标的方法：相干采样及滤波
-
未学习 5.4 混叠及抗混叠滤波器
-
未学习 5.5 实验 - 混叠和抗混叠滤波器
-
未学习 6.1 SAR ADC及其器件选型
-
未学习 6.2 驱动放大器的选型和验证
-
未学习 6.3 建立SAR ADC的仿真模型
-
未学习 6.4 如何计算RC滤波器的值
-
未学习 6.5 最终的仿真验证
-
未学习 6.6 滤波器RC选型的理论计算方法
-
未学习 6.7 R-C组件选择背后的数学
-
未学习 7.1 电压基准概述
-
未学习 7.2 参考驱动器拓扑概述
-
未学习 7.3 了解SAR参考输入模型
-
未学习 7.4 开发SAR输入参考模型
-
未学习 7.5 驱动参考实验
-
未学习 7.6 ADC：SAR 基准输入 - CDAC
-
未学习 8.1 SAR ADC功率调节
-
未学习 8.2 动手实验 - 系统功率调节
-
未学习 9.1 EOS和ESD
-
未学习 9.3 向TINA 导入二极管PSpice模型
-
未学习 9.4 通过高压放大器保护低压ADC
-
未学习 9.5 保护低压ADC-改进的解决方案
-
未学习 9.6 用TVS二极管保护ADC
-
未学习 9.7 用TVS二极管保护ADC –改进的解决方案
-
未学习 10.1 了解和比较高速模数（ADC）和数模转换器（DAC）转换器架构
-
未学习 10.2 抖动对高速模数转换器（ADC）信噪比（SNR）的影响
-
未学习 10.3了解高速数据转换器中的信噪比（SNR）和噪声频谱密度（NSD）
-
未学习 10.4 带宽与频率 - 子采样概念
-
未学习 10.5 高速数据转换器中的采样率与数据速率，抽取（DDC）和插值（DUC）概念
-
未学习 10.6 频率和采样率规划：了解高速ADC中的采样，奈奎斯特区，谐波和杂散性能
-
未学习 10.7 高速数据转换器信号处理：真实和复杂的调制
-
未学习 （中文）11.1 ADC 系统中的噪声
-
未学习 （中文）11.3 ADC 噪声测量、方法和参数
-
未学习 （中文）11.4 低速 Δ-Σ ADC 的系统噪声性能
-
未学习 （中文）11.5 分析和计算 ADC 系统中的噪声带宽——多级滤波器
-
未学习 （中文）11.6 分析和计算 ADC 系统中的噪声带宽——数字滤波器
-
未学习 （中文）11.7 增益对噪声、ADC FSR 和动态范围的影响
-
未学习 （中文）11.8 计算放大器 + ADC 总噪声：设计示例
-
未学习 （中文）11.9 ADC 系统中的参考噪声简介
-
未学习 （中文）11.10 参考噪声对信号链性能的影响
-
未学习 （中文）11.11 降低参考噪声
-
未学习 动手实验：放大器稳定和电荷桶滤波器设计
-
未学习 无需放大器即可驱动 SAR ADC
-
未学习 外部EOS保护装置
-
未学习 (中文)5.5 实验 - 混叠和抗混叠滤波器
-
未学习 (中文)6.7 R-C组件选择背后的数学
-
未学习 (中文)7.1 电压基准概述
-
未学习 (中文)7.3 SAR 基准输入 - CDAC
-
未学习 (中文)7.4 了解SAR参考输入模型
-
未学习 (中文)7.5 开发SAR输入参考模型
-
未学习 (中文)7.6 驱动参考实验
-
未学习 (中文)8.1 SAR ADC功率调节
-
未学习 (中文)8.2 动手实验 - 系统功率调节
-
未学习 (中文)9.1 EOS和ESD
-
未学习 (中文)9.3 向TINA 导入二极管PSpice模型
-
未学习 (中文)9.4 通过高压放大器保护低压ADC
-
未学习 (中文)9.5 保护低压ADC-改进的解决方案
-
未学习 (中文)9.6 用TVS二极管保护ADC
-
未学习 (中文)9.7 用TVS二极管保护ADC –改进的解决方案
-
未学习 (中文)10.1 了解和比较高速模数（ADC）和数模转换器（DAC）转换器架构
-
未学习 (中文)10.2 抖动对高速模数转换器（ADC）信噪比（SNR）的影响
-
未学习 (中文)10.3 了解高速数据转换器中的信噪比（SNR）和噪声频谱密度（NSD）
-
未学习 (中文)10.4 带宽与频率 - 子采样概念
-
未学习 (中文)10.5 高速数据转换器中的采样率与数据速率，抽取（DDC）和插值（DUC）概念
-
未学习 (中文)10.6 频率和采样率规划：了解高速ADC中的采样，奈奎斯特区，谐波和杂散性能
-
未学习 (中文)10.7 高速数据转换器信号处理：真实和复杂的调制
