入力 | ADC 入力 | デジタル出力 ADS7042 |
---|---|---|
-10 V | -10 V |
8000H |
+10 V | +10 V | 7FFFH |
AVDD | DVDD | Vref | Vcc | Vee |
---|---|---|---|---|
5.0 V | 3.0 V | 5.0 V | +15 V | -15 V |
計装アンプは低ノイズ、低オフセット、低ドリフト、高 CMRR、高精度に最適化されています。INA828 計装アンプは ±10V の範囲で差動からシングルエンドへの変換を実行します。INA828 は優れた DC 性能 (オフセット、ドリフト) と十分な帯域幅を備えています。ADS8568 は ±10V のシングルエンド入力に構成できるため、INA828 と組み合わせて使用するのに理想的です。最適なセトリングを実現するには、サンプリング レートを 200kSPS 以下に制限する必要があります。より高いサンプリング レートについては、『バッファ付き計装アンプを使用した高電圧 SAR ADC 駆動回路』を参照してください。また、この設計例ではユニティ ゲイン (G=1) を使用して、±10V の差動入力信号を ±10V のシングルエンド出力に変換します。より小さい入力信号またはより高いゲインについては、『高ゲインの計装アンプを使用した ADC 駆動回路』を参照してください。この回路は、高精度の信号処理とデータ変換を必要とする産業用輸送やアナログ入力モジュールに適しています。
仕様 | 目標 | 計算結果 | シミュレーション結果 |
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過渡セトリング誤差 | < 1/2 LSB (±152µV) | NA | –105µV |
ノイズ | < 20µV | 103µV | 86.6µV |
以下のグラフに、–14.9V~+14.9V の差動入力に対する出力の線形応答を示します。ADC の入力電圧範囲は ±10V であるため、アンプは必要な範囲を優に超えて直線性を維持しています。この件の詳しい理論については、『計測アンプ使用時の逐次比較型 (SAR) ADC の線形範囲の決定』を参照してください。ADC の入力電圧範囲 (FSR) は計装アンプの線形範囲内に収まっています。
この回路の帯域幅のシミュレーション結果は 446.75kHz であり、ゲインは 0dB です。
以下のシミュレーションは、INA828 と ADS8568 による DC 10V 入力信号のセトリングを示しています。このようなシミュレーションにより、ADS8568 のサンプリング レート (200kSPS) で ½ LSB (152µV) 以内となるようサンプル / ホールド キックバック回路を適切に選択していることが示されます。この件の詳しい理論については、『ADC Front-End Component Selection』ビデオ シリーズを参照してください。
このセクションでは、概算用の簡易なノイズ計算を示します。帯域幅の推定値は TINA シミュレーションから、ノイズ密度の値は 『INA828 50μV オフセット、7nV/√Hz ノイズ、低消費電力、高精度計装アンプ』データシートから引用しました。フィルタが 2 次である (INA と出力フィルタの両方に極がある) ため、Kn 係数を 1.22 とします。
シミュレーション結果と計算結果は近いものの厳密には一致していないことに注意します (シミュレーション結果 = 86.6µV、計算結果 = 103µV)。この差の理由は、INA にゲインのピーキングがあることと、フィルタ次数を 2 と近似しているが、実際には INA とフィルタの極が正確には一致しないことです。
デバイス | 主な特長 | リンク | 他の使用可能デバイス |
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ADS8860 | 分解能 16ビット、SPI、サンプル レート 1MSPS、シングルエンド入力、Vref 入力範囲 2.5V~5.0V | シングルエンド入力、SPI 搭載、デイジーチェーン対応、16 ビット、1MSPS、1 チャネル SAR ADC | 高精度 ADC |
INA826 | 帯域幅 1MHz (G = 1)、低ノイズ 18nV/√Hz、低オフセット ±40µV、低オフセット ドリフト ±0.4µV/℃、低ゲイン ドリフト 0.1ppm/℃ (標準値) | 高精度、200μA 消費電流、36V 電源の計測アンプ | 計装アンプ |
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