打印

精通差分ADC的朋友进来看下

[复制链接]
7682|19
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
跳转到指定楼层
楼主
小研究|  楼主 | 2007-6-23 17:49 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
东家用的ADS7864,是把电流信号变成单端电压信号,ADC转换输入当然也就用的单端输入模式,正输入为电压信号,负输入端信号为VREF。现在他希望我把ADC的输入电路电路改成差分模式。大家说说这有必要么?我个人觉得,如果传感器的信号直接就是差分模式的电压信号(比如变压器或PT两端),用ADC的差分模式肯定是有意义的。对于已经转变成单端电压的信号,再搞差分,也就是说得设计个单端转差分的电路,我个人觉得意义不大。大家怎么看?
另外,也希望用过ADS7864差分模式的朋友,把自己用过的成熟电路共享一下,谢谢。

相关帖子

沙发
maychang| | 2007-6-23 22:33 | 只看该作者

同意这句

“对于已经转变成单端电压的信号,再搞差分,也就是说得设计个单端转差分的电路,我个人觉得意义不大。”
但对这句不解:
“正输入为电压信号,负输入端信号为VREF”

使用特权

评论回复
板凳
小研究|  楼主 | 2007-6-23 23:08 | 只看该作者

回2楼

通常差分ADC都是跟参考电压休戚相关的,如果你不用ADC的差分模式,当然得把负输入端接到VREF上,此时正输入端上通常是经过电平平移的单端电压。

使用特权

评论回复
地板
maychang| | 2007-6-23 23:39 | 只看该作者

不是这么回事吧?

无论什么ADC芯片,都是与参考电压“休戚相关”的。
该芯片用单电源,如果不用ADC的差分模式,单极性输入负输入端可以接地,并非“当然得把负输入端接到VREF上”。现在负输入端接VREF,可能另有原因,例如信号为双极性。

使用特权

评论回复
5
小研究|  楼主 | 2007-6-24 00:10 | 只看该作者

是我没解释清楚

信号的确是双极性,电流转换成的电压。但是ADS7864的输入管脚对地电压基本上不能为负,所以前面必须有电平平移电路(想差分的话);单端时可以把负输入端拉到地,正端输入有效信号。
我现在关心的是,已经是单端信号的电压信号,再转换成差分模式(也就是转成两个输出,分别接至ADC的正负输入端)有没有意义?

使用特权

评论回复
6
maychang| | 2007-6-24 00:18 | 只看该作者

在你这种情况,没有什么意义

使用特权

评论回复
7
混口饭吃| | 2007-6-24 08:14 | 只看该作者

负端不应该接VREF吧?

应该直接接地阿!否则怎么比较阿?

使用特权

评论回复
8
小研究|  楼主 | 2007-6-24 23:24 | 只看该作者

回7楼

负端接VREF,是在正端的输入是经过一个电平平移电路之后,这样绝对输入才是有效的。如果负端直接接地,那么绝对输入就是正端的输入信号,但此时正端信号应该是单极性电压,因为ADC的对地输入电压一般不能为负。

使用特权

评论回复
9
小研究|  楼主 | 2007-6-24 23:26 | 只看该作者

ADC的信号输入端通常都加的两个限幅二极管可有要求?

另外,ADC的信号输入端通常都加两个限幅二极管,使得电压限制在-0.3~VCC+0.3,我想问一下,这样的二极管通常选择什么型号?明显压降应该为0.3V。是肖特基二极管吗?另外对于其暂态特性可有要求?

使用特权

评论回复
10
小研究|  楼主 | 2007-6-25 18:34 | 只看该作者

冷场了?继续问

问两个比较弱的问题:
如图,是ADS7864的框架图,根据该图,想问问,起(采样后)保持功能的应该是CDAC吧?如果是这样的话(既没有多个保持器,也没有多个转换器),也就是说各路输入的转换是有一定相位差的,是吗?我感觉这款ADC就是普通的单路ADC前面加了多路选择器?不知道有没有用过该款ADC的朋友,给个判断。

使用特权

评论回复
11
小研究|  楼主 | 2007-6-25 18:52 | 只看该作者

继续问:关于ADS7864的参考电压

附件是我从ADS7864摘下的参数,两处标注之间是关于VREF的部分。我想问的是:ADS6864自己有参考电压,其带负载能力如何?表格中的internal source current是不是就其最大输出电流?input current是不是就是ADC本身消耗的电流(如果其VREF输出直接接输入)?
如果我以上猜测正确的话,ADC的VREF应该可以应用在其前置的模拟通道上吧?(如果模拟通道上VREF所需要的电流并不大的话)
我之所以问这个问题,是因为有个产品,精度总不理想,我觉得瓶颈应该在模拟通道上的VREF是用一个稳压管另做的参考电压,我怀疑是这个稳压管的参考电压跟ADC的参考电压有压差。
相关链接:https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20076/2007625184513484.pdf

使用特权

评论回复
12
孤独泪| | 2007-6-25 21:21 | 只看该作者

楼主,你已经研究了很清楚了哈

关于9楼问题,两个限幅二极管是根据你测量要求来加的,一般使用肖特基二极管。
11楼的问题,你这个ad我没有用过。精度不理想有多方面原因,参考电压的稳定非常重要,一般的做法是根据datasheet的要求接外部参考电压,这个电路的要求是典型值为+2.5V.芯片本身提供的参考电压也可以使用,但是温度和稳定方面都不是很够,如温度误差10ppm,噪音50uVpp.

使用特权

评论回复
13
iC921| | 2007-6-26 04:49 | 只看该作者

哈哈,“打击”一下

什么时候用差分?有共模电压且需要去除的时候。已经转换成单端信号的,已经没有共模电压或者就是有共模电压也已经识别了,因此不必考虑这个问题,一般情况下,也不必刻意追求这样的接法。在消除共模电压方面,目前最“牛”的差分应该是AD629,可以去除x百伏共模电压。

Vref:接不接负端,本质上都与A/D无关。顶多不过是电平移动而已。如果接了,共模电压被迫提高,还不如将输入有极性反接过来。

表格中的internal source current:表中已经说明它属于Voltage Reference部分的参数。我看和运算放大器的Iq差不多。如果Voltage Reference要输出电流,就不止这个数。原则上,加上这个值就可以了。
input current:就是输入电流,和运算放大器输入电流有相似之处。何况它就是一个外部参考源输入。相当于普通情况下加一个跟随器隔离的情形。

共模电压:有时是非常必须的。因为有的ADC本身不接受过低的输入电平。如某款ADI的ADC,要求就在0.5V以上(不一定**准确,但意思还是这个意思)。看了一下,没看到ADS7864的这个要求。


S/H:采样保持不在CDAC,而在电子开关前的S/H AMP,图中不过是省略了S/H电容罢了。CDAC不过是公用DAC,在那里保持是不可能的。这个ADC有多个S/H amp不但是增加输入通道数,而且,可以加速ADC总体进程。它就象windows的多任务方式一样,能提供多S/H且时间更加充分,不必等到完成一次A/D后再S/H(采样/保持)


相关链接:http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/ads7864.pdf

使用特权

评论回复
14
小研究|  楼主 | 2007-6-26 08:08 | 只看该作者

谢谢各位大牛的指导

我也一直觉得已经转成单端信号的电压再设计个电路弄成差分进ADC意义不大。可我最近发现一个ADI的产品,AD8138,它是专门用在ADC前端、把单端信号转成差分模式的集成芯片。如果我们目前已经得到一致的结论正确的话,ADI何苦设计这款片子?

使用特权

评论回复
15
小研究|  楼主 | 2007-6-26 22:09 | 只看该作者

附上2个差分电路资料继续问

附件的PDF是我从ADI的AD7452的产品资料中摘下的,包括14楼提到的AD8138。如果单端变差分没有意义,ADI何苦设计这些电路?特别是AD8138是专门做单端转差分供给ADC的。
希望大家继续讨论。。。
相关链接:https://bbs.21ic.com/upfiles/img/20076/200762622654681.pdf

使用特权

评论回复
16
小研究|  楼主 | 2007-6-26 23:58 | 只看该作者

继续:共模噪声在哪里进入?

如图,假设有3个模块,1模块把差分信号转成了单端信号,2模块把单端信号又转成了差分信号,给了3模块ADC,那么在这个过程中,共模噪声是从哪个通道进入的呢?ABCDE都可能吗?如果是的话,在ADC之前把信号再转成差分好象还有一定的意义?
问下13楼的IC921大牛,您说的“已经转换成单端信号的,已经没有共模电压或者就是有共模电压也已经识别了”,其中‘已经识别了’该怎么理解?

使用特权

评论回复
17
iC921| | 2007-6-27 13:16 | 只看该作者

那个地方漏字了

应当是“已经无法识别了”。

所谓单双端,有时只是一说法。如前面的共模电压中我已经讲,如果允许输入电压到0V,则有一端要接地,这里就自然成为单端输入方式了。如果不允许这样,另当别论。

使用特权

评论回复
18
tjsheep| | 2007-6-28 10:31 | 只看该作者

我的理解;首先说明我没有用过ADS7864,呵呵

一般差分adc多用在高速或低速但高共模的情况下,高速时候差分adc更多是为了达到更好的差分阻抗匹配,减小共模噪声,因为在高速情况下,共模干扰更多的是由于阻抗不匹配而引入的。你的这个属于低速adc,他的pdf中也有说明“This provides excellent common-mode rejection of 80dB at 50kHz which is important in high noise environments.”而在低速时候,共模干扰更多是在共地回路的电流噪声,在一般的非差分adc中,低端一般只有一个pin接地,那么多个adc输入端在S/H切换时候,会有较大的电流产生(相对于稳态时候),这些电流通过公共的低端返回时候,就会产生地弹噪声。而影响相邻的通道。即使你现在没有很高的共模电压,那也是差分接法效果更好,不过那个差分负端不建议全部并接在一起接地,而是最好从每个输入信号附近取输入信号的地和差分正一起接过来,等长要求不太重要,这样效果会好很多,adc在很多时候不是仅仅要能测量出,而是要测量准,稳定,噪声小,有时候好的电路设计和pcb设计比选好的芯片更重要。呵呵

使用特权

评论回复
19
tangl| | 2007-7-7 15:12 | 只看该作者

是否是提高采样速度

可以提高1倍

使用特权

评论回复
20
test01| | 2015-4-13 13:25 | 只看该作者
小研究 发表于 2007-6-26 08:08
我也一直觉得已经转成单端信号的电压再设计个电路弄成差分进ADC意义不大。可我最近发现一个ADI的产品,AD81 ...

除了18楼的解释
差分方式输入还有个好处,可以避免ADC的失调电压缩小输入电压范围。伪差分输入电压范围是VREF -- 失调电压

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

153

主题

869

帖子

8

粉丝