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ADS8168: 设计ADS8168的前端信号调理电路,将信号衰减 + 偏置,以匹配ADS8168的内部参考电压4.096V

Part Number:ADS8168Other Parts Discussed in Thread: LM324, INA133, , OPA320

打算用ADS8168采集外部正负10V信号(单端,频率大概100KHz)。目前的前端调理路径是:先衰减5倍到正负2V后,再添加2.048V直流偏置,以匹配ADS8168的内部参考电压 4.092V。(见附件图片1的说明)

具体来说:先用LM324做衰减、跟随,然后输入INA133,添加 Vref/2 的偏置。通过软件仿真(见附件图片2),看来可行。

有两个问题想请教一下:

1) 考虑INA133内部的精密电阻网络,不能设定信号的放大、衰减倍数,所以被迫加了一片LM324先做衰减、跟随。在此想咨询的是,是否有推荐的集成运放,能同时实现上述衰减+直流偏置的功能?

2) 如果没有的话,这个放大器配置(LM324+INA133),可以放在ADS8168的多路复用器 和 ADC之间吗? 是否会引入阻抗匹配等之类的问题?

      如果有新的集成运放推荐的话,这个集成运放,是否也可以配合ADS8168使用?

谢谢,

Amy Luo:

您好,

1、偏置电压仅可以使用2.048V吗?可以使用其他电压值吗?如果可以的话,下面链接提供了一些方法,我再细看下是否可以用一个运放实现:

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/942778/faq-voltage-scaling-for-almost-any-application-single-ended/3482716#3482716

2、

不可以放在ADS8168的多路复用器 和 ADC之间,因为ADS8168的模拟输入端口AINx输入范围不允许输入±10V的信号,它超出了AINx的范围:

,

Jun Liu:

Hi Amy,

谢谢。里面的三电阻转换法,感觉挺好,简单稳定,我们回头搭电路实测一下。

1. 偏置电压不一定是2.048V的。最终只需要将单端的正负10V,映射到0-4.096V的范围内就可以了(打算直接用ADS8168的内部参考电压)。所以,前面试算了一下三电阻转换,应该可行。当然如果有更好的方法就好了。毕竟,这个三电阻转换法的输入阻抗有点太小、输出阻抗又有点偏大。

2. 了解了。正负10V确实超过AIx的输入范围了。

3. 现在的想法是,借鉴ADS8168EVM-PDK的AI0和AI1的调理输入,并在运放最前面加一级三电阻转换(三个阻值分别取1M,1.1M,330k)。(见下图)

    有一个小疑问是:这样三电阻转换电路的输出阻抗约200k,跟后面运放的输入阻抗是匹配的吧(看电路图,这个运放是Buffer跟随、输入阻抗应该是远超过200k吧?)

     

4. 请教下,ADS8168EVM-PDK电路图中的DNP的意思是?是不需要连接吗?

    

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Amy Luo:

1、我使用同向运放电路,如下截图,不管电压使用3.3V、2.048V、还是15V,最后都是三个电阻进行的转换,运放是跟随器的形式;

关于这种电路输出阻抗比较大:您是需要采集几路信号?如果是一路的话,可以采用数据表图100的接法,即将ADC输入buffer放在MUX前,MUX与ADC直接短接:

关于上述转换电路输入阻抗比较小,只能通过再增加一级buffer来提高输入阻抗,不过这里的buffer满足信号带宽就可以,不需要宽带宽运放;

3、是的,OPA320的输入阻抗远远大于200KΩ;

这里的意思是信号源的内阻要远小于输入阻抗,否则的话,信号源的幅值会有明显的幅值降在信号源内阻上,使得测量的信号幅值较实际信号幅值低;

4、是的,DNP是不用焊接的意思

,

Jun Liu:

Hi Amy,

谢谢这么详细的回答。现在心里有数了。准备用上面的三电阻转换法,这样输入阻抗也有1M以上、也够了;输出再接一级跟随。

等电路板到了,我们实际再测试一下。

感谢帮忙分析这个疑问。这个问题可以关闭了。

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