關於AD7380 with ADA4940 如何設計 ADC driver for sensing +- 5V signals?

關於AD7380 與ADA4940 ADC 設計sensing +- 5V signals用於馬達控制 

VREF=3.3V

VCM=1.65V

Gain=0.66x

sensing +- 5V signals

使用 Single-Ended to Differential Conversion with a Fully Differential Amplifier設計線路是否有誤?

再煩請解答感謝.



Single-Ended to Differential Conversion with a Fully Differential Amplifier
[edited by: StevenChang at 1:10 PM (GMT 0) on 4 May 2020]
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    •  Analog Employees 
    on May 8, 2020 12:23 AM 9 months ago in reply to StevenChang

    我想这需要取决于你的电流信号 是DC还是AC,如果是AC带宽是多少,另外电流的动态范围是多少,最小分辨电流是多少(决定了你的量化噪声范围),希望的温漂是多少等等。这样才能确定整个信号链的设计。当需求明确了,系统设计也就明确了!

    一般在测量电流信号的时候,会用差动放大器结构,或者current amplifier等。

  • Hi Alee,

    謝謝您的指點與建議:
    是這樣的,先前的設計使用AD4001 搭配AD4940,這次將AD4001替換為AD7380想說AD4940維持原先設計.

    可能在Ref 電源上需要重新計算與調配電阻值:

    Orignal AD4001

    Ref = 4.096V

    VCM =2.048V

    Gain=0.8x

    sensing +- 5V signals

    -----------------------------------------------------------------------------------------------------------

    New  AD7380

    VREF=3.3V

    VCM=1.65V

    Gain=0.66x

    sensing +- 5V signals

    電流信號為DC,電流感測器的頻寬為 150kHz,最大量測範圍為 ±25A,電流轉換比例為 2/1000,當一次側量測電流為 ±12A時,二次側感應電流為 ±24mA。

  • +1
    •  Analog Employees 
    on May 8, 2020 4:27 AM 9 months ago in reply to StevenChang

    我们先一步步的来分析:

    1. 按此来推算,你用Rsense为100R,上面最高可以产生+/-5V的电压,这个电阻上面的功耗最高可为1W(V^2/Rsense),考虑到电阻的额定功率需要大于实际功率的10倍才能避免自身过热,这样会影响温漂。但10W的体积确实大了,也许你需要考虑降低阻值,以降低Rsense的额定功率。

    2. 16bit的ADC,意味着你希望电流的最小分辨率可以达到1mA,这需要着整个信号链的噪声rms值折算到Rsnense上的电流一定要小于0.5mArms。同时你的运放的偏流以及运放电阻所吃掉的电流也要小于1mA,但你可以计算一下你目前的反馈电阻上的电流,在最恶劣的情况下已经超过1mA的范围。这显然会影响你的采样精度。

    3. 我的理解是你希望用ADA4940整个差分输入的driver直接对Rsense电位差做采样,但ADA4940需要同相端和反相端输入阻抗一致,而如果直接用ADA4940直接采集电流采样电阻上的电位,因为Rsense的存在,很难在取样Rsense的电位差的同时,做到两个输入端的阻抗一致,当然也许你在前面还有一级电流采样电路做缓冲。如果没有我觉得高速的电压型运放更合适做一个差动放大。

  • Hi Alee,

    原先設計的理念ADA4940 + AD4001

    LA25-NP電流感測器,該使用 霍爾元件,且具備補償迴路,可以隔離一次側 量測電流與二感應電流,由此保護主要控制路。因感測器的量測輸出訊號為單端(Single-Ended)電流訊號,但類比數位轉換器僅能讀取差動(Differential)電壓訊號,故要使用電流/電壓轉換電路」將單端電流訊號轉換成差動電壓訊號,才能送至類比數位轉換器進行訊號取樣。原先ADA4940 放大器,作為電流/電壓轉換器,並搭配電阻電路調整增益值,讓類比數位轉換器可以精確完成訊號取樣。該放大器為全差動軌到軌(Rail-to-Rail)放大器,適合作為類比數位轉換器前級驅動器與單端差動轉換器,

    請問您有Email 方便聯繫?或是微信~想說詳細地請教您.

    Thank you in advance for your help.

  • 0
    •  Analog Employees 
    on May 9, 2020 2:04 AM 9 months ago in reply to StevenChang

    Andy.Li@analog.com 

    我个人的建议你可以先用LTspice仿真一下,然后再动笔画图 ,心里会踏实很多。