Part Number:THP210
使用THP210全差分输出,电路图如下:
实际测试结果如下:
Vin | outn/V | outp/V | diff/V | diff zero/mV |
0.001 | 5.008 | -4.993 | -10.001 | 7.5 |
0.999 | 3.012 | -2.995 | -6.007 | 8.5 |
2.497 | 0.014 | 0.006 | -0.008 | 10 |
2.997 | -0.985 | 1.007 | 1.992 | 11 |
3.995 | -2.984 | 3.008 | 5.992 | 12 |
4.973 | -4.938 | 4.965 | 9.903 | 13.5 |
其中,diff zero = (outp+outn)/2
THP210的2脚,即VOCM接GND,其输出差分应关于GND对称,但是实际测试结果表明,差分输出的中点电压和GND有10mV左右的偏移。
如果是电阻的公差导致的阻抗适配,会对CMRR有较大的影响,针对这个这个DC测试,应该不会产生这么大的影响,所以我针对这个电路也做了一个蒙特卡洛的仿真,diff zero的变化范围并未超出1mV:
所以,请问THP210的差分输出中点电压偏离VOCM10mV的原因是什么呢?
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数据手册有一项指标 VOCM common-mode offset mV voltage为正负10mv,你可以参考一下!
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Xiaofei Peng:
?? ? 说:数据手册有一项指标 VOCM common-mode offset mV voltage为正负10mv,你可以参考一下!
谢谢您的回复。手册中,关于VOCM的值如下:
VOCM common-mode offsetvoltage
VVOCM = VICM, VO = 0 V, TA = 25℃
±1 ±6
mVVVOCM = VICM, VO = 0 V, TA = –40°C to +125°C
±10我的测试条件是25℃,所以这个offset电压应该最大为±6mV,而在实际测试数据中,这个值最大到13.5mV,比spec大了一倍多。
是什么问题导致的呢?
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Kailyn Chen:
您好,正如您所说,共模抑制比(CMRR)是使用全差分进行设计时的关键因素之一,电阻的不匹配以及不合理的layout都会明显降低CMRR的性能。通常,0.1%的电阻器失配会导致60dB 的 CMRR的降低。
另外,THP210数据手册中对于增益的设定,不论是从power,noise还是相位裕度各方面衡量的话建议选取Rf=2Kohm。不同的增益更改不同的Rg,在对整个DC error的分析中也有描述反馈电阻的不匹配会增加总的直流误差。 所以针对您的问题,建议更改Rf=2Kohm试试,不同的增益改变Rg的值。
第二就是电阻不匹配以及layout导致的CMRR的性能降低。
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Xiaofei Peng:
Hi Kailyn,
谢谢您的回复。
更改Rf=2kOhm,Rg=500Ohm后,在Vin=0.001V时,测得的diff zero=14mV,比修改之前的7.5mV变差了。
这个测试结果很让人意外,根据资料中的描述,使用2kOhm的Rf时,不应该会恶化这个指标。
是否还有其他手段来分析呢?
同时也提供出layout供您参考,请对照主贴的原理图一起查看:
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Kailyn Chen:
Rf和Rg的精度怎么样?以及同相和反向端的Rf/Rg的匹配度。
另外就是主要是Vcom这里的走线,Vocm这里建议0.1uF电容到地。